JP2024517106A - Miniature robotic devices and assemblies for manipulating elongated surgical instruments - Patents.com - Google Patents

Abstract

Translated fromJapanese

細長手術器具の移動を駆動するためのアセンブリであって、隣接する複数の駆動ホイール対であって、各駆動ホイール対が、複数の駆動ホイール対のスペースが軸方向に整列して、細長手術器具が貫通するチャネルを形成するように、それらの間にスペースを有する、隣接する複数の駆動ホイール対を備え、複数の対のうちから少なくとも１対の駆動ホイールが、少なくとも１つの他の駆動ホイール対が位置する平面とは異なる平面に位置するように配列される、アセンブリ。【選択図】図５An assembly for driving movement of an elongated surgical instrument, comprising a plurality of adjacent drive wheel pairs, each drive wheel pair having a space therebetween such that the spaces of the drive wheel pairs are axially aligned to form a channel through which the elongated surgical instrument passes, the assembly being arranged such that at least one drive wheel pair of the plurality lies in a different plane than at least one other drive wheel pair.Selected Figure 5

Description

Translated fromJapanese

関連出願
本出願は、２０２１年４月１９日に出願された米国特許出願第１７／２３３，７７４号の一部継続出願（ＣＩＰ）である。RELATED APPLICATIONS This application is a continuation-in-part (CIP) of U.S. patent application Ser. No. 17/233,774, filed April 19, 2021.

本出願は、２０２１年５月３０日に出願された米国仮特許出願第６３／１９５，０２０号の優先権の利益を主張するものであり、この仮特許出願は、２０２１年４月１９日に出願された米国特許出願第１７／２３３，７７４号の一部継続出願（ＣＩＰ）である。This application claims the benefit of priority to U.S. Provisional Patent Application No. 63/195,020, filed May 30, 2021, which is a continuation-in-part (CIP) of U.S. Provisional Patent Application No. 17/233,774, filed April 19, 2021.

上記の出願の内容全てを、参照により全体として本明細書に完全に記載されているかのように援用する。The entire contents of the above applications are hereby incorporated by reference as if fully set forth herein in their entirety.

本発明は、そのいくつかの実施形態では、細長手術器具をロボット操作するためのデバイス及びアセンブリに関し、より詳細には、細長手術器具を直線的に移動させる及び／またはロールさせるための密に配列し一纏めにされた機構に関するが、これに限定されない。The present invention, in some embodiments thereof, relates to devices and assemblies for robotic manipulation of elongated surgical instruments, and more particularly, but not by way of limitation, to tightly packed and interlocking mechanisms for linearly moving and/or rolling elongated surgical instruments.

米国特許第８，４８０，６１８号は、「ロボットカテーテルシステムが提供される。ロボットカテーテルシステムは、ハウジングと、ハウジングに結合された駆動アセンブリとを含む。駆動アセンブリは、カテーテルデバイスに動きをもたらすように構成されている。カテーテルシステムには、患者からカテーテルデバイスを取り外すことなく、ドライブアセンブリをハウジングから切り離して取り外すことができるリリース構造が含まれている」と開示している。U.S. Patent No. 8,480,618 discloses that "a robotic catheter system is provided. The robotic catheter system includes a housing and a drive assembly coupled to the housing. The drive assembly is configured to impart motion to the catheter device. The catheter system includes a release structure that allows the drive assembly to be decoupled and removed from the housing without removing the catheter device from the patient."

いくつかの実施形態の態様によれば、細長手術器具の移動を駆動するためのアセンブリであって、
複数の隣接する駆動ホイール対であって、各駆動ホイール対が、複数の駆動ホイール対のスペースが軸方向に整列して、細長手術器具が貫通するチャネルを形成するように、それらの間にスペースを有する、複数の隣接する駆動ホイール対を備え、
複数の対のうちから少なくとも１対の駆動ホイールが、少なくとも１つの他の駆動ホイール対が位置する平面とは異なる平面に位置するように配列される、アセンブリが提供される。 According to some embodiments an assembly for driving movement of an elongated surgical instrument is provided, the assembly comprising:
a plurality of adjacent drive wheel pairs, each drive wheel pair having a space therebetween such that the spaces of the plurality of drive wheel pairs are axially aligned to form a channel through which the elongated surgical instrument passes;
An assembly is provided in which at least one pair of drive wheels from the plurality of pairs are arranged to lie in a plane different from the plane in which at least one other pair of drive wheels lies.

いくつかの実施形態では、複数の駆動ホイール対は、第１の平面及び第２の平面に位置するように配列され、第２の平面は第１の平面と交差する。In some embodiments, the multiple drive wheel pairs are arranged to lie in a first plane and a second plane, the second plane intersecting the first plane.

いくつかの実施形態では、複数の駆動ホイール対が、第１の平面及び第２の平面に介在するように配置されている。In some embodiments, multiple drive wheel pairs are arranged to be interposed between the first plane and the second plane.

いくつかの実施形態では、第２の平面は、第１の平面に対して垂直である。In some embodiments, the second plane is perpendicular to the first plane.

いくつかの実施形態では、対のそれぞれの少なくとも１つの駆動ホイールが、駆動ホイールがその対向する駆動ホイールから離れた第１のポジションと、駆動ホイールが、その対向する駆動ホイールから、ホイール間に受容される細長手術器具の直径以下の距離内にある第２のポジションとの間で移動可能である。In some embodiments, at least one drive wheel of each pair is movable between a first position in which the drive wheel is spaced apart from its opposing drive wheel and a second position in which the drive wheel is within a distance from its opposing drive wheel of no more than the diameter of an elongated surgical instrument received between the wheels.

いくつかの実施形態では、アセンブリは、全てのホイール対のホイールを第１のポジションと第２のポジションとの間で移動させるように構成された単一のノブを含む。In some embodiments, the assembly includes a single knob configured to move the wheels of all wheel pairs between the first and second positions.

いくつかの実施形態では、アセンブリは、駆動ホイールの回転を駆動するように構成された少なくとも１つのモータを備える。In some embodiments, the assembly includes at least one motor configured to drive rotation of the drive wheel.

いくつかの実施形態では、アセンブリは、少なくとも１つのモータから複数の駆動ホイールへトルクを伝達する複数のトランスミッションギアを備える。In some embodiments, the assembly includes multiple transmission gears that transmit torque from at least one motor to multiple drive wheels.

いくつかの実施形態では、駆動ホイール及びトランスミッションギアは、細長い構造体として配列されており、この細長い構造体は全体として少なくとも１つのギアホイールによって回転可能である。In some embodiments, the drive wheel and transmission gears are arranged as an elongated structure, which as a whole is rotatable by at least one gear wheel.

いくつかの実施形態では、トランスミッションギア及び少なくとも１つのモータは、複数の駆動ホイール対の全てを同様の回転速度で駆動する。In some embodiments, the transmission gear and at least one motor drive all of the multiple drive wheel pairs at a similar rotational speed.

いくつかの実施形態では、アセンブリは、各対の少なくとも１つの駆動ホイールのそれぞれに結合された複数の弾性要素を含み、弾性要素のそれぞれの張力の変化が、駆動ホイールを第１のポジションと第２のポジションとの間で移動させ、複数の弾性要素の張力の変化が、複数の弾性要素を相互接続するロッドの移動によって同時に行われる。In some embodiments, the assembly includes a plurality of elastic elements coupled to each of at least one drive wheel of each pair, and a change in tension in each of the elastic elements moves the drive wheel between a first position and a second position, and the change in tension in the plurality of elastic elements is effected simultaneously by movement of a rod interconnecting the plurality of elastic elements.

いくつかの実施形態では、弾性要素はバネを含む。In some embodiments, the elastic element comprises a spring.

いくつかの実施形態では、アセンブリは、２～１６対の駆動ホイールを含む。In some embodiments, the assembly includes between 2 and 16 pairs of drive wheels.

いくつかの実施形態の態様によれば、少なくとも１つの細長手術器具を操作するための小型ロボットデバイスであって、
ハウジングであって、
少なくとも１つの細長手術器具を受容するための少なくとも１つの細長チャネルであって、チャネルが、ハウジングに導き入れる、またはハウジングから導き出す、少なくとも１つの第１の開口部を有する、少なくとも１つの細長チャネルと、
少なくとも１つの細長手術器具がチャネル内に受容されるときに、少なくとも１つの細長手術器具の直線移動及びロール移動の一方または両方を駆動するための駆動アセンブリと、
チャネルと連通する少なくとも１つのコネクタであって、コネクタが、ハウジングの壁に、または壁を越えて外側に位置する第２の開口部を画定する分岐部を備え、第２の開口部が、チャネルの第１の開口部とは別個である、少なくとも１つのコネクタと、を含む内部容積を画定する壁を含むハウジング、を備える、小型ロボットデバイスが提供される。 According to some embodiments there is provided a miniature robotic device for manipulating at least one elongated surgical instrument, the device comprising:
A housing,
at least one elongated channel for receiving at least one elongated surgical instrument, the channel having at least one first opening leading into or out of the housing;
a drive assembly for driving one or both of linear and rolling movements of the at least one elongated surgical instrument when the at least one elongated surgical instrument is received within the channel;
A miniature robotic device is provided comprising: a housing including a wall defining an interior volume including: at least one connector in communication with a channel, the connector including a branch defining a second opening located externally at or beyond a wall of the housing, the second opening being separate from a first opening of the channel.

いくつかの実施形態では、コネクタは、チャネルと整列されたステム部分を含んでおり、分岐部は、ステム部分から斜めに延在している。In some embodiments, the connector includes a stem portion aligned with the channel, and the branch extends obliquely from the stem portion.

いくつかの実施形態では、分岐部は、少なくとも１つの細長手術器具を患者体内に前進させる方向とそろえられたステム部分の長軸に対して、９０度未満の角度で延在している。In some embodiments, the bifurcations extend at an angle of less than 90 degrees relative to a longitudinal axis of the stem portion that is aligned with the direction in which the at least one elongated surgical instrument is advanced into the patient.

いくつかの実施形態によれば、コネクタは、小型ロボットデバイスの一体的な構成要素として形成されている。In some embodiments, the connector is formed as an integral component of the miniature robotic device.

いくつかの実施形態では、コネクタの位置におけるハウジングの壁は、透明な材料から形成されており、またはコネクタに視覚的にアクセスすることを可能にする窓を含む。In some embodiments, the wall of the housing at the location of the connector is formed from a transparent material or includes a window that allows visual access to the connector.

いくつかの実施形態では、デバイスは、ステム部分とチャネルとの間の取り付け部においてシールを備えており、このシールは、細長手術器具が通過し、細長手術器具を気密に取り囲むことを可能にするように成形されかつ構成されており、それによって分岐部を通って注入された流体がチャネルに入るのを防止する。In some embodiments, the device includes a seal at the attachment between the stem portion and the channel that is shaped and configured to allow passage of the elongated surgical instrument and hermetically enclose the elongated surgical instrument, thereby preventing fluids injected through the bifurcation from entering the channel.

いくつかの実施形態では、デバイスは、ステム部分の近位部分に位置しているシールを備えており、シールは、細長手術器具が通過し、細長手術器具を気密に取り囲むことを可能にするように成形されかつ構成されており、それによって分岐部を通って注入された流体がチャネルに入るのを防止する。In some embodiments, the device includes a seal located at a proximal portion of the stem portion that is shaped and configured to allow passage of the elongated surgical instrument and to hermetically enclose the elongated surgical instrument, thereby preventing fluid injected through the bifurcation from entering the channel.

いくつかの実施形態では、分岐部は、シールを収めるステム部分の長軸に対して９０度を超える角度で延在している。In some embodiments, the bifurcation extends at an angle greater than 90 degrees relative to the longitudinal axis of the stem portion that contains the seal.

いくつかの実施形態の態様によれば、少なくとも２つの細長手術器具を操作するための小型ロボットデバイスであって、デバイスが、
幅が狭くなる先細の断面プロファイルを有する一体型ハウジングであって、ハウジングが、第１の細長手術器具用の第１のチャネルを含む第１の上側部分と、第２の細長手術器具用の第２のチャネルを含む第２の下側部分とを画定する、一体型ハウジングを備えており、第２のチャネルのポジションにおける第２の部分の幅が、第１のチャネルのポジションにおける第１の部分の幅より少なくとも３０％小さい、小型ロボットデバイスが提供される。 According to some embodiments there is provided a miniature robotic device for manipulating at least two elongated surgical instruments, the device comprising:
A miniature robotic device is provided comprising a one-piece housing having a tapered cross-sectional profile that narrows in width, the housing defining a first upper portion including a first channel for a first elongated surgical instrument and a second lower portion including a second channel for a second elongated surgical instrument, wherein the width of the second portion at the location of the second channel is at least 30% less than the width of the first portion at the location of the first channel.

いくつかの実施形態では、ハウジングの先細の断面プロファイルは、ハウジングの上端面と、ハウジングの下端面との間に画定されており、第１の部分は、上端面の長さに沿って延在する第１のチャネルを含み、第２の部分は、下端面の長さに沿って延在する第２のチャネルを含む。In some embodiments, the tapered cross-sectional profile of the housing is defined between an upper end surface of the housing and a lower end surface of the housing, the first portion including a first channel extending along the length of the upper end surface and the second portion including a second channel extending along the length of the lower end surface.

いくつかの実施形態によれば、第１のチャネルのポジションは、上端面から０．１～３ｃｍ離れており、第２のチャネルのポジションは、下端面から０．１～３ｃｍ離れている。According to some embodiments, the position of the first channel is 0.1-3 cm away from the top surface and the position of the second channel is 0.1-3 cm away from the bottom surface.

いくつかの実施形態では、第１のチャネルの長軸は、上端面に対して平行であり、第２のチャネルの長軸は、下端面に対して平行である。In some embodiments, the long axis of the first channel is parallel to the top surface and the long axis of the second channel is parallel to the bottom surface.

いくつかの実施形態では、第１の駆動アセンブリが、第１の部分に位置しており、かつ第１の細長手術器具を前進、後退及びロールさせるために第１の細長手術器具に動作可能なように接触するように構成されており、第２の駆動アセンブリが、第２の部分に位置しており、かつ第２の細長手術器具を前進及び後退させるために第２の細長手術器具に動作可能なように接触するように構成されている。In some embodiments, a first drive assembly is located on the first portion and configured to operably contact the first elongated surgical instrument to advance, retract and roll the first elongated surgical instrument, and a second drive assembly is located on the second portion and configured to operably contact the second elongated surgical instrument to advance and retract the second elongated surgical instrument.

いくつかの実施形態では、第１の駆動アセンブリ及び第２の駆動アセンブリのそれぞれは、
少なくとも１つのモータと、
細長手術器具に動作可能なように接触するように配置されかつ構成された複数の移動駆動ホイールと、
少なくとも１つのモータから複数の移動駆動ホイールにトルクを伝達するための複数のトランスミッションギアと、を備える。 In some embodiments, each of the first drive assembly and the second drive assembly comprises:
At least one motor;
a plurality of locomotion drive wheels positioned and configured to operatively contact the elongated surgical instrument;
and a plurality of transmission gears for transmitting torque from the at least one motor to the plurality of moving drive wheels.

いくつかの実施形態では、第１の駆動アセンブリはさらに、第１の駆動アセンブリの長軸に沿って配置されたギアを備え、第１の駆動アセンブリの長軸は上端面に対して平行であり、ギアは、全体として第１の駆動アセンブリを回転させ、それによって第１の細長手術器具をロールさせ、第１の駆動アセンブリの回転は、第１の上側部分内で行われる。In some embodiments, the first drive assembly further comprises a gear disposed along a longitudinal axis of the first drive assembly, the longitudinal axis of the first drive assembly being parallel to the upper end surface, the gear rotating the first drive assembly as a whole, thereby rolling the first elongated surgical instrument, the rotation of the first drive assembly being within the first upper portion.

いくつかの実施形態では、第１の駆動部の回転半径は、第１の上側部分の幅よりも６０％以下だけ小さい。In some embodiments, the turning radius of the first drive is less than or equal to 60% of the width of the first upper portion.

いくつかの実施形態では、
例えば上述したような小型ロボットデバイスと、
第１の駆動アセンブリ及び第２の駆動アセンブリの動作を制御するように構成されたリモートコントロールと、を備える、システムが提供される。 In some embodiments,
A small robotic device, such as those described above;
and a remote control configured to control operation of the first drive assembly and the second drive assembly.

いくつかの実施形態によれば、システムは、小型ロボットデバイスが取り外し可能なように取り付けられている支持固定具を備える。According to some embodiments, the system includes a support fixture to which the miniature robotic device is removably attached.

いくつかの実施形態の態様によれば、小型ロボットデバイスの指定されたチャネル内に少なくとも部分的に受容される細長手術器具の直線移動を制御する方法であって、
細長手術器具をロボットデバイス内の指定されたチャネル内の第１のポジションに配置することであって、第１のポジションにおける細長手術器具の存在が、チャネルに位置している１つ以上のセンサによって検出可能である、配置することと、
細長手術器具をチャネル内の第２のポジションに配置することであって、第２のポジションでは、細長手術器具の存在が、１つ以上のセンサによって検出可能ではない、配置することと、
器具をチャネルに沿って直線的に移動させるための命令を受け取ると、器具の移動を較正するために第２のポジションを使用することと、を含む、方法が提供される。 According to an aspect of some embodiments, there is provided a method of controlling linear movement of an elongated surgical instrument at least partially received within a designated channel of a miniature robotic device, comprising the steps of:
placing an elongated surgical instrument at a first position within a designated channel in a robotic device, where the presence of the elongated surgical instrument at the first position is detectable by one or more sensors located in the channel;
placing the elongated surgical instrument in a second position within the channel, where in the second position the presence of the elongated surgical instrument is not detectable by the one or more sensors;
Upon receiving a command to move the instrument linearly along the channel, a method is provided that includes using the second position to calibrate the instrument movement.

いくつかの実施形態では、配置することは、チャネルに沿って器具を前進または後退させることを含む。In some embodiments, the positioning includes advancing or retracting the instrument along the channel.

いくつかの実施形態では、１つ以上のセンサによって検出される器具の一部は、器具の遠位端部セグメント、器具の近位端部セグメントのうちの１つを含む。In some embodiments, the portion of the instrument detected by the one or more sensors includes one of the distal end segment of the instrument, the proximal end segment of the instrument.

いくつかの実施形態では、１つ以上のセンサは、光学センサを含む。In some embodiments, one or more sensors include an optical sensor.

いくつかの実施形態によれば、この方法は、細長手術器具を第１のポジションから第２のポジションへ移動させるために必要とされるモータ回転の回数を、エンコーダを介して計数し、次いで、計数された回数を、第１のポジションと第２のポジションとの間での細長手術器具の自動的な後退または前進のために使用することを含む。According to some embodiments, the method includes counting, via an encoder, the number of motor revolutions required to move the elongated surgical instrument from a first position to a second position, and then using the counted number to automatically retract or advance the elongated surgical instrument between the first and second positions.

いくつかの実施形態では、自動的な後退または前進は、第１のポジションから所定の距離に位置する第３のポジションまで行われる。In some embodiments, the automatic retreat or advance occurs to a third position that is a predetermined distance from the first position.

いくつかの実施形態では、自動的な後退または前進は、第２のポジションから所定の距離に位置する第３のポジションまで行われる。In some embodiments, the automatic retreat or advance occurs to a third position that is a predetermined distance from the second position.

別段の定義の無い限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び／または科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者が一般的に理解するものと同じ意味を有する。本発明の実施形態の実践または試験には、本明細書に記載したものと類似または同等の方法及び材料を用いることができるが、例示的な方法及び／または材料を以下に記載する。矛盾する場合には、定義を含めて、本特許明細書が優先する。さらに、材料、方法、及び実施例は、一例にすぎず、必ずしも限定することを意図していない。Unless otherwise defined, all technical and/or scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Although methods and materials similar or equivalent to those described herein can be used in the practice or testing of embodiments of the invention, exemplary methods and/or materials are described below. In case of conflict, the present patent specification, including definitions, will control. Additionally, the materials, methods, and examples are illustrative only and are not intended to be necessarily limiting.

本発明の実施形態の方法及び／またはシステムの実施は、選択されたタスクを手動で、自動的に、またはそれらの組み合わせで実行または完了することを含み得る。さらに、本発明の方法及び／またはシステムの実施形態の実際の計装及び設備によれば、いくつかの選択されたタスクは、ハードウェア、ソフトウェア、またはファームウェア、またはそれらの組み合わせによって、オペレーティングシステムを使用して実施することができる。Implementation of the method and/or system of embodiments of the present invention may include performing or completing selected tasks manually, automatically, or a combination thereof. Furthermore, depending on the actual instrumentation and implementation of the method and/or system of embodiments of the present invention, some selected tasks may be implemented using an operating system, by hardware, software, or firmware, or a combination thereof.

例えば、本発明の実施形態による選択されたタスクを実行するためのハードウェアは、チップまたは回路として実装され得る。ソフトウェアとして、本発明の実施形態による選択されたタスクは、任意の適切なオペレーティングシステムを使用してコンピュータによって実行される複数のソフトウェア命令として実施することができる。本発明の例示的な実施形態では、本明細書に記載の方法及び／またはシステムの例示的な実施形態による１つまたは複数のタスクは、複数の命令を実行するためのコンピューティングプラットフォームなどのデータプロセッサによって実行される。任意選択で、データプロセッサは、命令及び／またはデータを格納するための揮発性メモリ、及び／または命令及び／またはデータを格納するための不揮発性ストレージ、例えば、磁気ハードディスク及び／またはリムーバブルメディアを含む。任意選択で、ネットワーク接続も設けられる。ディスプレイ、及び／またはキーボードまたはマウスなどのユーザ入力デバイスも任意選択で提供される。For example, hardware for performing selected tasks according to embodiments of the present invention may be implemented as a chip or circuit. As software, selected tasks according to embodiments of the present invention may be implemented as a number of software instructions executed by a computer using any suitable operating system. In an exemplary embodiment of the present invention, one or more tasks according to exemplary embodiments of the methods and/or systems described herein are performed by a data processor, such as a computing platform for executing a number of instructions. Optionally, the data processor includes volatile memory for storing instructions and/or data, and/or non-volatile storage, e.g., a magnetic hard disk and/or removable media, for storing instructions and/or data. Optionally, a network connection is also provided. A display and/or a user input device, such as a keyboard or mouse, are also optionally provided.

本発明のいくつかの実施形態を、本明細書では、単なる例示として、添付の図面を参照しながら説明する。ここで図面を詳細にわたって具体的に参照するが、図示されている細部は例示として本発明の実施形態を説明的に考察することを目的としたものであることを強調しておく。この点に関して、図面を用いた説明は、本発明の実施形態がどのように実践され得るかを当業者に明らかにする。Some embodiments of the present invention are herein described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings. Specific reference will now be made in detail to the drawings, with it being emphasized that the particulars shown are for the purpose of illustrating and discussing embodiments of the invention by way of example. In this regard, the description using the drawings will make apparent to one skilled in the art how embodiments of the invention may be practiced.

いくつかの実施形態による、細長手術器具を操作するための小型ロボットデバイスを含むシステムの概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a system including a miniature robotic device for manipulating an elongated surgical instrument, according to some embodiments.Ａ～Ｃは、いくつかの実施形態による、細長手術器具を操作するための小型ロボットデバイスの様々な外観図である。1A-C are various views of a miniature robotic device for manipulating an elongated surgical instrument, according to some embodiments.いくつかの実施形態による、小型ロボットデバイスのための手術室設定の例である。1 is an example of an operating room setting for a miniature robotic device, according to some embodiments.いくつかの実施形態による、細長手術器具を直線移動及び／または回転移動させるための駆動ホイールアセンブリの概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a drive wheel assembly for linear and/or rotational movement of an elongated surgical instrument, according to some embodiments.いくつかの実施形態による、器具を移動させるための駆動アセンブリの異なる図である。1A-1D are different views of a drive assembly for moving an instrument according to some embodiments.いくつかの実施形態による、器具を移動させるための駆動アセンブリの異なる図である。1A-1D are different views of a drive assembly for moving an instrument according to some embodiments.いくつかの実施形態による、器具を移動させるための駆動アセンブリの異なる図である。1A-1D are different views of a drive assembly for moving an instrument according to some embodiments.Ａ～Ｂは、いくつかの実施形態による、器具を直線移動及び／または回転させるための構造体を示す。AB show structures for translating and/or rotating the instrument according to some embodiments.Ａ～Ｃは、いくつかの実施形態による、器具を直線移動させるためのアセンブリを示す。1A-C show an assembly for linearly moving an instrument according to some embodiments.いくつかの実施形態による、デバイスハウジングと一体になったコネクタの概略図である。1 is a schematic diagram of a connector integral with a device housing, according to some embodiments.Ａ～Ｂは、いくつかの実施形態による、一体型のコネクタを含むロボットデバイスの内部図である。1A-B are internal views of a robotic device including an integrated connector, according to some embodiments.Ａ～Ｃは、いくつかの実施形態による、組み立てられた器具と共にロボットデバイスをスライド移動させるためのレール機構を示す。1A-C show a rail mechanism for sliding a robotic device with an assembled instrument, according to some embodiments.Ａは、いくつかの実施形態による、ロボットデバイスのその指定されたチャネルにおける細長器具の基準ポジションを設定するための方法のフローチャートである。Ｂ～Ｃは、いくつかの実施形態による、細長器具のその指定されたチャネルにおける異なるポジションを概略的に示す。1A is a flow chart of a method for setting a reference position of an elongated instrument in its designated channel of a robotic device, according to some embodiments, and 1B-C generally illustrate different positions of an elongated instrument in its designated channel, according to some embodiments.いくつかの実施形態による、細長手術器具（複数可）を小型ロボットデバイスに装填する方法のフローチャートである。1 is a flowchart of a method for loading an elongated surgical instrument(s) into a miniature robotic device, according to some embodiments.いくつかの実施形態による、ガイドカテーテルを小型ロボットデバイスに結し、小型ロボットデバイスを使用してガイドカテーテルを移動させるためのアセンブリの例である。1 is an example of an assembly for connecting a guide catheter to a miniature robotic device and using the miniature robotic device to move the guide catheter, according to some embodiments.いくつかの実施形態による、２つ以上の細長手術器具を操作するように構成されたロボットデバイスの概略ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram of a robotic device configured to manipulate two or more elongated surgical instruments, according to some embodiments.いくつかの実施形態による、ガイドワイヤ及びマイクロカテーテルを操作するためのロボットデバイスであって、ガイドワイヤがマイクロカテーテル内腔内で少なくとも部分的に延在しているロボットデバイスを概略的に示す。1A-1C are schematic diagrams illustrating a robotic device for manipulating a guidewire and a microcatheter, where the guidewire extends at least partially within the microcatheter lumen, according to some embodiments.いくつかの実施形態による、テレスコピック配列するように構成された３つ以上の細長手術器具を操作するためのロボットデバイスを概略的に示す。1A-1C illustrate schematic diagrams of a robotic device for manipulating three or more elongated surgical instruments configured for a telescopic arrangement, according to some embodiments.

本発明は、そのいくつかの実施形態では、細長手術器具をロボット操作するためのデバイス及びアセンブリに関し、より詳細には、細長手術器具を直線的に移動させる及び／またはロールさせるための密に配列し一まとめにされた機構に関するが、これに限定されない。The present invention, in some embodiments thereof, relates to devices and assemblies for robotic manipulation of elongated surgical instruments, and more particularly, but not by way of limitation, to tightly packed and coherent mechanisms for linearly moving and/or rolling elongated surgical instruments.

いくつかの実施形態の態様は、細長手術器具の移動を駆動するための駆動アセンブリに関し、この駆動アセンブリは、駆動ホイールなどの複数対の駆動要素を備え、この対のうちの少なくとも１つは、任意選択で隣接する異なるホイール対が位置する少なくとも１つの他の平面とは異なる平面に位置する。Aspects of some embodiments relate to a drive assembly for driving the movement of an elongated surgical instrument, the drive assembly comprising multiple pairs of drive elements, such as drive wheels, at least one of the pairs being located in a plane that is optionally different from at least one other plane in which a different adjacent pair of wheels is located.

いくつかの実施形態では、ホイール対は、少なくとも第１の平面及び第２の平面に配列されており、第１の平面は第２の平面と交差する。任意選択的に、第１の平面と第２の平面とは、互いに垂直である。任意選択的に、ホイール対は、第１の対のホイールが第１の平面に位置し、第２の対のホイールが第２の平面に位置し、第３の対のホイールが第１の平面に位置し、第４の対のホイールが第２の平面に位置するように介在的に配置される。いくつかの実施形態では、ホイールの各対はそれらの間にスペースを画定し、複数のホイール対は、同様の長軸の周りに配列され、それにより複数のスペースが、細長手術器具（例えばガイドワイヤ）を受容するための細長チャネルを形成する。細長手術器具がチャネル内に受容されると、駆動ホイールが器具の長さに沿った複数の位置で器具に接触するので、駆動ホイールが回転すると、器具は直線的に移動する（例えばチャネルに沿って前進または後退する）。In some embodiments, the wheel pairs are arranged in at least a first plane and a second plane, the first plane intersecting the second plane. Optionally, the first plane and the second plane are perpendicular to each other. Optionally, the wheel pairs are interleaved such that a first pair of wheels is located in the first plane, a second pair of wheels is located in the second plane, a third pair of wheels is located in the first plane, and a fourth pair of wheels is located in the second plane. In some embodiments, each pair of wheels defines a space therebetween, and multiple wheel pairs are arranged about a similar longitudinal axis, whereby multiple spaces form an elongated channel for receiving an elongated surgical instrument (e.g., a guidewire). When an elongated surgical instrument is received in the channel, the drive wheel contacts the instrument at multiple locations along the length of the instrument, so that rotation of the drive wheel causes the instrument to move linearly (e.g., forward or backward along the channel).

駆動ホイール対が、互いに交差する２つの平面に介在しかつ位置する駆動アセンブリのいくつかの潜在的な利点には、ホイールの回転中にも、ホイールが互いに空間的に干渉することなく、複数の駆動ホイールをその長さに沿った複数の位置で器具に接触させること、複数のホイール対を器具に接触させ、各対の対向するホイールの間に器具を保持させることで器具のグリップ力を強化して、潜在的に器具の滑りのリスクを軽減し、牽引を向上させること、器具を取り囲む実質的に小さな容積の中に複数のホイール対が収められ、それによって最小限の大きさの小型アセンブリが可能になることが挙げられ得る。Some potential advantages of a drive assembly in which drive wheel pairs are interposed and located in two intersecting planes may include: having multiple drive wheels contact the instrument at multiple locations along its length without the wheels spatially interfering with one another even during wheel rotation; having multiple wheel pairs contact the instrument and hold the instrument between the opposing wheels of each pair to enhance grip on the instrument, potentially reducing the risk of instrument slippage and improving traction; and having multiple wheel pairs contained within a substantially small volume surrounding the instrument, thereby allowing for a compact assembly with minimal size.

いくつかの実施形態では、各対の対向しているホイールの間の距離は、例えば、複数のホイール対の間に画定される細長チャネルを広げるかまたは狭めることができるように調整可能である。いくつかの実施形態では、チャネルの少なくとも一方の側のホイールがバネなどの弾性要素に結合されており、バネの張力変化に応じて、ホイールは、それらの対向する（チャネルの他方の側の）ホイールに近づけられ、または遠ざけられる。いくつかの実施形態では、バネの張力の変化は、ホイール対の２つの平面で同時に行われて、全てのホイール対における対向するホイールの間の距離が調整される。任意選択的に、この同時動作は、単一のツマミを用いて実行される。In some embodiments, the distance between the opposing wheels of each pair is adjustable, e.g., to widen or narrow an elongated channel defined between the wheel pairs. In some embodiments, the wheels on at least one side of the channel are coupled to a resilient element, such as a spring, such that a change in tension in the spring moves the wheels closer to or farther from their opposing wheels (on the other side of the channel). In some embodiments, the change in tension in the spring is made simultaneously in two planes of the wheel pairs to adjust the distance between the opposing wheels in all wheel pairs. Optionally, this simultaneous movement is performed using a single knob.

いくつかの実施形態では、駆動アセンブリの駆動ホイールはモータによって作動する。いくつかの実施形態では、複数のトランスミッションギアが、任意選択的に、モータによって決定づけられる回転速度を調整しながら、モータから駆動ホイールにトルクを伝達するように配置されかつ構成されている。いくつかの実施形態によれば、駆動ホイール、トランスミッションギア、及びモータは、例えば本明細書で説明されているようなロボットデバイスの内部に収容されている構造体を共に形成する。いくつかの実施形態では、構造体は、ギアまたはホイールに結合されており、このギアまたはホイールが回転させられると、それらが構造体を単一ユニットとして回転させ、それによって、チャネル内に受容された細長手術器具が、器具の長軸の周りをロールする。このようにして、器具の直線移動を、駆動アセンブリの駆動ホイールの回転によって行うことができ、器具のロール移動を、構造体全体の回転によって行うことができる。In some embodiments, the drive wheel of the drive assembly is actuated by a motor. In some embodiments, a plurality of transmission gears are arranged and configured to transmit torque from the motor to the drive wheel, optionally adjusting the rotational speed dictated by the motor. According to some embodiments, the drive wheel, the transmission gear, and the motor together form a structure housed inside a robotic device, for example as described herein. In some embodiments, the structure is coupled to a gear or wheel that, when rotated, rotates the structure as a single unit, thereby causing an elongated surgical instrument received in the channel to roll about the long axis of the instrument. In this way, linear movement of the instrument can be achieved by rotation of the drive wheel of the drive assembly, and rolling movement of the instrument can be achieved by rotation of the entire structure.

いくつかの実施形態では、駆動アセンブリは、器具のマニピュレータとして機能し、器具を移動させる、例えば、器具を前進させる及び／または後退させる、器具をロールさせるように構成されている。In some embodiments, the drive assembly is configured to act as a manipulator for the instrument and move the instrument, e.g., advance and/or retract the instrument, roll the instrument, etc.

いくつかの実施形態の態様は、細長手術器具を操作するための小型ロボットデバイスに関しており、この小型ロボットデバイスは、デバイスのハウジング内に少なくとも部分的に収められる一体的に形成されたコネクタを含む。いくつかの実施形態では、コネクタは、デバイスに装填された手術器具の内腔を介して器具を導入すること、及び／または流体（例えば生理食塩水、水、薬剤）を、その内腔に注入すること、及び任意選択で、その内腔を通じて注入することに役立つ。任意選択的に、器具の内腔を介して患者の体内に流体が導入される。Aspects of some embodiments relate to a miniature robotic device for manipulating an elongated surgical instrument, the miniature robotic device including an integrally formed connector that is at least partially contained within a housing of the device. In some embodiments, the connector serves to introduce the instrument through a lumen of a surgical instrument loaded into the device and/or to inject a fluid (e.g., saline, water, medication) into and, optionally, through the lumen. Optionally, a fluid is introduced into the patient's body through the lumen of the instrument.

いくつかの実施形態では、コネクタの内腔に通じる開口部が、ハウジングの壁に画定されている（またはハウジングから突出している）。いくつかの実施形態では、コネクタ開口部は、手術器具が受容されるデバイスの細長チャネルに通じている少なくとも１つの開口部とは別に形成され、及び／またはそのチャネルから延びている少なくとも１つの開口部とは別に形成される。In some embodiments, an opening into the lumen of the connector is defined in a wall of the housing (or protrudes from the housing). In some embodiments, the connector opening is formed separately from at least one opening into and/or extending from an elongated channel of the device in which the surgical instrument is received.

いくつかの実施形態では、コネクタは、細長チャネルと軸方向に整列したステム部分と、１つ以上の分岐部であって、その分岐部に通じている開口部がハウジングの外側からアクセス可能であり、それによって分岐部への流体及び／または器具の投入を可能にするように、上記のステム部分から斜めに延在し、かつ任意選択的にデバイスハウジングから少なくとも部分的に突出する、１つ以上の分岐部とを含む。In some embodiments, the connector includes a stem portion axially aligned with the elongated channel and one or more branches extending obliquely from the stem portion and optionally protruding at least partially from the device housing such that openings to the branches are accessible from outside the housing, thereby allowing for the introduction of fluids and/or instruments into the branches.

いくつかの実施形態では、ステム部分及びチャネルの軸アライメントのため、ステム部分内に導入された器具は、器具をさらに誘導することなく、チャネルの内腔内へと簡単に前進させることができる（またはその逆に、チャネルに導入された器具をステム部分に直接進めることができる）。In some embodiments, due to the axial alignment of the stem portion and the channel, an instrument introduced into the stem portion can be simply advanced into the lumen of the channel without further guidance of the instrument (or vice versa, an instrument introduced into the channel can be advanced directly into the stem portion).

いくつかの実施形態では、コネクタは、例えばチャネルとステム部分との間の取り付け部に配置されたシールを含み、それにより分岐部を介して入る流体は、シールに到達すると向きを変えられて、その後、任意選択的に、ステム部分の端部でデバイスに任意選択的に結合された器具（マイクロカテーテルなど）の内腔内に流入する。いくつかの実施形態では、シールは、流体が通過するのを防止するために、器具を気密封止して取り囲んだ状態で、器具を通過させるように成形されている。追加としてまたは代替として、ステム部分の近位部分にシールが配置されることによって、器具を通過させるが、流体の通過を防止する。In some embodiments, the connector includes a seal disposed, for example, at the attachment between the channel and the stem portion, such that fluid entering through the branch is redirected upon reaching the seal and then optionally flows into the lumen of an instrument (such as a microcatheter) optionally coupled to the device at the end of the stem portion. In some embodiments, the seal is shaped to allow the passage of an instrument while hermetically surrounding the instrument to prevent fluid from passing through. Additionally or alternatively, a seal is disposed at the proximal portion of the stem portion to allow the passage of instruments but prevent the passage of fluid.

例えば説明されているように、ロボットデバイスの一部であり、かつ任意選択で少なくとも部分的にデバイスハウジング内に収められるコネクタのいくつかの潜在的な利点には、（処置前などに）コネクタを器具に手動で取り付ける必要性が低減されるまたは回避されること、コネクタがデバイスハウジングによってしっかりと保持されるので、コネクタへの材料の注入が潜在的に容易になること、例えば、器具の長さに沿ってさらに取り付けられて、デバイスと外部コネクタとの間に延在する器具部分の「無駄」を生じさせるコネクタと比較して、チャネルからコネクタを直接延在させることにより、器具の有効長を「節約」することが挙げられ得る。For example, as described, some potential advantages of a connector that is part of the robotic device and optionally at least partially contained within the device housing may include reducing or avoiding the need to manually attach the connector to the instrument (e.g., prior to a procedure), potentially facilitating injection of material into the connector because the connector is securely held by the device housing, and "saving" the effective length of the instrument by having the connector extend directly from the channel, as compared to a connector that is attached further along the length of the instrument, resulting in "waste" of instrument portion extending between the device and an external connector.

いくつかの実施形態の態様は、チャネルに沿った器具の基準位置を設定することによって、ロボットデバイスの指定されたチャネル内での器具の直線移動を制御することに関する。いくつかの実施形態では、チャネルに沿って配置された光学センサなどの１つ以上のセンサを使用して、器具ポジションが少なくとも２回監視される。すなわち、器具が、センサによってその存在が検出されるポジションに達したとき（例えば、そのポジションまで前進したとき）に１回、器具が、センサによってその存在をそれ以上検出することができない第２のポジションに移動されるとき（例えば後退または前進するとき）に１回監視される。いくつかの実施形態では、第２のポジションは基準位置として用いられ、例えば、それに従って、器具の追加的な移動、任意選択で自動化された移動が、較正目的のために基準位置を使用して行われる。いくつかの実施形態では、器具を第１のポジションと第２のポジションとの間で移動させるために必要とされるモータ回転数が、例えばエンコーダを介して計数され、その数は、例えば器具を２つのポジションの間で自動的に後退させるまたは前進させる場合の器具のさらなる制御に使用される。An aspect of some embodiments relates to controlling linear movement of an instrument within a designated channel of a robotic device by setting a reference position for the instrument along the channel. In some embodiments, the instrument position is monitored at least twice using one or more sensors, such as optical sensors, positioned along the channel; once when the instrument reaches a position where its presence is detected by the sensor (e.g., when advancing to that position) and once when the instrument is moved to a second position where its presence cannot be further detected by the sensor (e.g., when moving backward or forward). In some embodiments, the second position is used as a reference position, e.g., according to which additional, optionally automated, movements of the instrument are made using the reference position for calibration purposes. In some embodiments, the number of motor revolutions required to move the instrument between the first and second positions is counted, e.g., via an encoder, and the number is used for further control of the instrument, e.g., when automatically moving the instrument backward or forward between the two positions.

ガイドワイヤなどの器具の後退及び前進は、単一の処置中に何度でも行われ得るステップである。例えば、造影剤をマイクロカテーテルの内腔を通して注入する場合には、最初にガイドワイヤをマイクロカテーテルの内腔から後退させて、造影剤が通過するための空間を確保し、注入が完了したら処置を続けるためにガイドワイヤをマイクロカテーテルに再導入する場合がある。２つのポジションの間での器具の自動的な後退及び／または前進の潜在的な利点には、例えば、手動の前進／後退と比較して、これらの行動のために必要とされる時間の長さを減じることが挙げられ得る。定義された２つのポジションの間の器具の自動化された移動、または２つのポジションのうちの１つに対する所定の距離に沿った器具の自動化された移動などによって、全処置の時間、特に放射線照射の時間を（撮像が同時に行われることなどに起因して）潜在的に短縮し得る。このようなケースでは、手動での後退及び前進とは対照的に、自動化が、器具を所定の位置に保持し、及び／または器具をポジション間で正確に移動させる。したがって、自動化を使用することで、極めて迅速に、かつ実質的に、例えば手動で動作させる移動と比較して、望ましくない移動のリスクなしに行うことができる。Retraction and advancement of an instrument, such as a guidewire, is a step that may be performed any number of times during a single procedure. For example, if contrast is injected through the lumen of a microcatheter, the guidewire may first be retracted from the lumen of the microcatheter to allow space for the contrast to pass, and then reintroduced into the microcatheter to continue the procedure once the injection is complete. Potential advantages of automatic retraction and/or advancement of an instrument between two positions may include, for example, reducing the amount of time required for these actions, as compared to manual advancement/retraction. Automated movement of an instrument between two defined positions, or along a predefined distance to one of the two positions, etc., may potentially reduce the overall procedure time, and in particular the radiation exposure time (e.g., due to simultaneous imaging). In such cases, as opposed to manual retraction and advancement, the automation holds the instrument in place and/or moves it precisely between positions. Thus, the use of automation can be performed very quickly and substantially without the risk of undesired movement, as compared to, for example, manually operated movements.

いくつかの実施形態の態様は、細長手術器具のための駆動アセンブリを収納する小型ロボットデバイスに関しており、この場合、デバイスハウジングは、その内部における駆動アセンブリの動き及びサイズに特に適合するように成形されかつサイズ決めされた、幅が狭くなる先細のプロファイルを有する。いくつかの実施形態では、デバイスは一体型ハウジングを備え、ハウジングの上側部分は、例えば本明細書に記載されているような、ガイドワイヤなどの細長器具の直線移動及びロールのために構造化された構造体を収納し、ハウジングの下側部分は、マイクロカテーテルなどの器具の直線移動のためだけに構造化された駆動アセンブリを収納する。いくつかの実施形態では、より広い上側部分は、（ガイドワイヤのロールを生じさせるなどのために）構造体全体がデバイスハウジング内で回転することができるようにサイズ決めされる。Aspects of some embodiments relate to a miniature robotic device housing a drive assembly for an elongated surgical instrument, where the device housing has a tapered profile that is shaped and sized specifically to accommodate the movement and size of the drive assembly therein. In some embodiments, the device includes a one-piece housing, where an upper portion of the housing houses a structured structure for linear movement and rolling of an elongated instrument, such as a guidewire, for example as described herein, and a lower portion of the housing houses a drive assembly structured solely for linear movement of an instrument, such as a microcatheter. In some embodiments, the wider upper portion is sized to allow the entire structure to rotate within the device housing (such as to cause a roll of the guidewire).

デバイスハウジングの壁が、内部に収められたアセンブリにぴったりと適合する先細の断面プロファイルを有するデバイスの潜在的な利点には、手術室環境における干渉が潜在的に減少し、デバイスの操縦、及び／または患者及び／または手術台に対するデバイスのポジショニングが潜在的に容易になる、最小限にサイズ決めされた小型デバイスであることが挙げられ得る。Potential advantages of a device in which the walls of the device housing have a tapered cross-sectional profile that closely matches the assembly housed therein may include a minimally sized, compact device that potentially reduces interference in an operating room environment and potentially makes maneuvering and/or positioning the device relative to the patient and/or operating table easier.

本明細書で言及するように、「遠位」という用語は、患者により近い、例えば、患者体内へのエントリポイントにより近い、または患者体内の手術される標的位置により近いデバイス及び／または手術器具部分を指す場合があり、「近位」という用語は、さらに患者から離れたデバイス及び／または手術器具部分を指す場合がある。「上側」及び「下側」という用語は、本明細書では、例えばデバイスハウジングの形状をより明確に定義するために、デバイス構造に関する相対的な用語として使用されており、手術台及び／または患者に対するデバイスのポジションに関して制限するものと解釈されるべきではない。留意すべきは、デバイスは、選択された任意のポジション及び向きにポジショニング可能であり、これによって患者の体内への手術器具の挿入が容易になり、及び／またはデバイスを介した器具の操作が容易になることである。As referred to herein, the term "distal" may refer to portions of the device and/or surgical instrument that are closer to the patient, e.g., closer to an entry point into the patient's body or closer to a target location within the patient's body to be operated on, and the term "proximal" may refer to portions of the device and/or surgical instrument that are further away from the patient. The terms "upper" and "lower" are used herein as relative terms with respect to the device structure, e.g., to more clearly define the shape of the device housing, and should not be construed as limiting with respect to the position of the device relative to the operating table and/or patient. It should be noted that the device can be positioned in any selected position and orientation to facilitate insertion of surgical instruments into the patient's body and/or manipulation of instruments through the device.

本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用において、以下の説明に記載される、及び／または図面及び／または実施例に示される構成要素及び／または方法の構成及び配置の詳細に必ずしも限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態も可能であるし、または様々な方法で実践または実施することができる。Before describing at least one embodiment of the invention in detail, it is to be understood that the invention is not necessarily limited in its application to the details of construction and arrangement of components and/or methods set forth in the following description and/or illustrated in the drawings and/or examples. The invention is capable of other embodiments or of being practiced or carried out in various ways.

本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用が、以下の説明に記載されているか、または実施例によって例示されている詳細に必ずしも限定されないことを理解すべきである。本発明は、他の実施形態が可能であり、または様々な方法で実践もしくは実行することが可能である。Before describing at least one embodiment of the present invention in detail, it should be understood that the invention is not necessarily limited in its application to the details set forth in the following description or illustrated by way of examples. The invention is capable of other embodiments or of being practiced or carried out in various ways.

小型ロボットデバイス
ここで図面を参照すると、図１は、いくつかの実施形態による、細長手術器具を操作するための小型ロボットデバイスを含むシステム１００の概略図である。 Miniature Robotic Device Referring now to the drawings, FIG. 1 is a schematic diagram of a system 100 including a miniature robotic device for manipulating an elongated surgical instrument, according to some embodiments.

いくつかの実施形態では、デバイス１０１は、ガイドワイヤ、マイクロカテーテル、中間カテーテル、ガイドカテーテルなどの、患者の体内に導入されるように構成された細長手術器具を操作するように構成されている。いくつかの実施形態では、器具はテレスコピック配列されており、例えば１つの器具は少なくとも部分的に別の器具の内腔内に挿入可能である。In some embodiments, thedevice 101 is configured to manipulate an elongated surgical instrument configured to be introduced into the patient's body, such as a guidewire, a microcatheter, an intermediate catheter, a guide catheter, etc. In some embodiments, the instruments are arranged telescopically, e.g., one instrument is insertable at least partially within the lumen of another instrument.

いくつかの実施形態では、デバイスは、手術室環境で使用するように構成されており、例えば、１つ以上の器具の、血管系内への挿入、及び／または血管系を介しての挿入、及び／または他の非血管腔内構造内への挿入を伴う手術に使用され得る。いくつかの実施形態では、手術はカテーテル挿入を伴う。いくつかの実施形態では、手術は、スルールーメンに基づく処置を伴う。いくつかの実施形態では、手術は、オーバーザワイヤに基づく処置を伴う。In some embodiments, the device is configured for use in an operating room environment, and may be used, for example, in a procedure involving insertion of one or more instruments into and/or through the vascular system and/or into other non-endovascular structures. In some embodiments, the procedure involves catheter insertion. In some embodiments, the procedure involves a through-lumen based procedure. In some embodiments, the procedure involves an over-the-wire based procedure.

いくつかの実施形態では、デバイスは、デバイス内に収容された構成要素と、デバイスに装填される１つ以上の器具との間に遮蔽部（例えば、壁、ラップ、ドレープによる物理的分離）が存在しないか、または必要とされないように、例えば、器具とデバイス構成要素（例えば、ホイール、ギア、及び／または他のアクチュエータ）の少なくとも一部との間に直接接触が形成されるように、構成される。任意選択的に、無菌ドレープまたはその他のカバーによるドレーピングは必要とされない。いくつかの実施形態では、デバイスは、外科手術後に廃棄される使い捨てデバイスである。In some embodiments, the device is configured such that no shielding (e.g., physical separation by a wall, wrap, drape) is present or required between components housed within the device and one or more instruments loaded into the device, e.g., direct contact is made between the instruments and at least a portion of the device components (e.g., wheels, gears, and/or other actuators). Optionally, draping with a sterile drape or other covering is not required. In some embodiments, the device is a single-use device that is discarded after the surgical procedure.

いくつかの実施形態では、デバイス１０１は、空間的干渉を低減するように、例えば、視覚的及び／または物理的障害を低減または防止する、及び／または患者にアクセスしている間の干渉を低減するように、十分に小さく成形され、サイズ決めされたハウジング１０３を備える。In some embodiments, thedevice 101 includes ahousing 103 that is shaped and sized small enough to reduce spatial interference, e.g., to reduce or prevent visual and/or physical obstructions and/or to reduce interference during patient access.

いくつかの実施形態では、任意選択的にハウジングを含むデバイスの体積は、２５００ｃｍ＾３未満である。In some embodiments, the volume of the device, optionally including the housing, is less than 2500 cm^3.

いくつかの実施形態では、ハウジングは、ハウジングの上側端面１０５とハウジングの下側端面１０７との間の幅が減少する先細プロファイルを有する。一実施例では、ハウジングの最短幅１０９は、ハウジングの最大幅１１１よりも少なくとも３０％、少なくとも５０％、少なくとも７０％、または中間の割合、より大きいもしくはより小さい割合で短い。In some embodiments, the housing has a tapered profile that decreases in width between theupper end surface 105 of the housing and thelower end surface 107 of the housing. In one example, theminimum width 109 of the housing is at least 30%, at least 50%, at least 70%, or an intermediate, greater or lesser percentage less than themaximum width 111 of the housing.

例示的なデバイス寸法は、８～２０ｃｍの軸長１０２、８～２０ｃｍの高さ１０４、及び最大幅１１１が８～１２ｃｍ、最小幅１０９が２～６ｃｍの範囲内で変化する幅を含み得る。Exemplary device dimensions may include anaxial length 102 of 8-20 cm, aheight 104 of 8-20 cm, and a width that varies from amaximum width 111 of 8-12 cm to aminimum width 109 of 2-6 cm.

いくつかの実施形態では、ハウジングは、対応する複数の細長手術器具が受容される複数のチャネルを収納する。In some embodiments, the housing contains a number of channels through which a corresponding number of elongated surgical instruments are received.

いくつかの実施形態では、図示のように、デバイスの上側部分は、ガイドワイヤ１１５などの器具の操作のためのチャネル１１３を含む。いくつかの実施形態では、チャネル１１３の移動駆動アセンブリ１１７は、チャネル内に受容されたガイドワイヤを移動させるように構成されかつ配置されている。例えば、アセンブリ１１７は、ガイドワイヤに接触してガイドワイヤを動かす複数の駆動ホイール及び／またはギアを備える。いくつかの実施形態では、アセンブリ１１７は、ガイドワイヤを直線的に移動させる（チャネル１１３の長軸に沿ってガイドワイヤを後退させる及び／または前進させる）及び／またはガイドワイヤ長軸を軸としてガイドワイヤをロールさせるように構成されている。In some embodiments, as shown, the upper portion of the device includes achannel 113 for manipulation of an instrument such as aguidewire 115. In some embodiments, atranslation drive assembly 117 for thechannel 113 is configured and arranged to move a guidewire received within the channel. For example, theassembly 117 may include a number of drive wheels and/or gears that contact and move the guidewire. In some embodiments, theassembly 117 is configured to linearly translate the guidewire (retract and/or advance the guidewire along the longitudinal axis of the channel 113) and/or roll the guidewire about the longitudinal axis of the guidewire.

いくつかの実施形態では、移動駆動アセンブリ１１７は１つ以上のモータ（複数可）１２１によって作動し、モータトランスミッションアセンブリ１２３は、例えば複数のギアを有しており、モータ（複数可）からアセンブリへトルクを伝達する。いくつかの実施形態では、トランスミッションアセンブリ１２３は、モータ１２１によって提供される作動速度を変更（減少または増大）し、選択された速度または速度範囲で移動駆動アセンブリ１１７の移動を駆動するように構成されている。In some embodiments, thetravel drive assembly 117 is actuated by one or more motor(s) 121, and amotor transmission assembly 123, e.g., having multiple gears, transmits torque from the motor(s) to the assembly. In some embodiments, thetransmission assembly 123 is configured to vary (reduce or increase) the operating speed provided by themotor 121 to drive the travel of thetravel drive assembly 117 at a selected speed or range of speeds.

いくつかの実施形態では、ガイドワイヤのロールは、チャネル１１３を移動駆動アセンブリ１１７と共に回転させることによって、任意選択的にモータトランスミッションアセンブリ１２３及びモータ（複数可）１２１と共に回転させることによって実施される。いくつかの実施形態では、アセンブリ及びモータ（複数可）は合わせて一体的な部品として回転する構造体を形成し、それによって、この一体の部品は、移動駆動アセンブリによってチャネル内に保持されたガイドワイヤをロールさせる。In some embodiments, rolling of the guidewire is accomplished by rotating thechannel 113 with the movingdrive assembly 117, and optionally with themotor transmission assembly 123 and motor(s) 121. In some embodiments, the assembly and motor(s) together form a structure that rotates as an integral part, which in turn rolls the guidewire held in the channel by the moving drive assembly.

いくつかの実施形態では、そのような構造体全体の回転は、ハウジングの上側部分におけるハウジングのより広いプロファイルによって可能になる。いくつかの実施形態では、回転する構成要素と作動モータとの間に無菌ドレープが存在しないため、構造体全体の回転が可能になる。In some embodiments, such rotation of the entire structure is made possible by the wider profile of the housing in the upper portion of the housing. In some embodiments, the absence of a sterile drape between the rotating components and the actuation motor allows for rotation of the entire structure.

いくつかの実施形態では、図示のように、デバイスの下側部分は、マイクロカテーテル１２９などの器具の操作のためのチャネル１２７を含む。いくつかの実施形態では、チャネル１２７の移動駆動アセンブリ１３１は、チャネル内に受容されたマイクロカテーテルを移動させるように構成されかつ配置されている。例えば、アセンブリ１３１は、マイクロカテーテルに接触してマイクロカテーテルを動かす複数の駆動ホイール及び／またはギアを備える。いくつかの実施形態では、アセンブリ１３１は、マイクロカテーテルを直線的に移動させる（チャネル１２７の長軸に沿ってガイドワイヤを後退させる及び／または前進させる）ように構成されている。In some embodiments, as shown, the lower portion of the device includes achannel 127 for manipulation of an instrument, such as amicrocatheter 129. In some embodiments, atranslation drive assembly 131 for thechannel 127 is configured and arranged to translate a microcatheter received within the channel. For example, theassembly 131 may include a number of drive wheels and/or gears that contact and move the microcatheter. In some embodiments, theassembly 131 is configured to translate the microcatheter linearly (retract and/or advance a guidewire along the longitudinal axis of the channel 127).

いくつかの実施形態では、移動駆動アセンブリ１３１は１つ以上のモータ（複数可）１３５によって作動し、モータトランスミッションアセンブリ１３７は、例えば複数のギアを有しており、モータ（複数可）からアセンブリへトルクを伝達する。いくつかの実施形態では、トランスミッションアセンブリ１３７は、モータ１３５によって提供される作動速度を変更（減少または増大）し、選択された速度または速度範囲で移動駆動アセンブリ１３１の移動を駆動するように構成されている。In some embodiments, themobile drive assembly 131 is actuated by one or more motor(s) 135, and amotor transmission assembly 137, e.g., having multiple gears, transmits torque from the motor(s) to the assembly. In some embodiments, thetransmission assembly 137 is configured to vary (reduce or increase) the operating speed provided by themotor 135 to drive the movement of themobile drive assembly 131 at a selected speed or range of speeds.

いくつかの実施形態では、デバイスの内部に画定された器具を受容するための、チャネル１１３、チャネル１２７などのチャネルは、ハウジングの近位面１２８とハウジングの遠位面１３０との間など、デバイスハウジングの対向する壁の間に延在している。In some embodiments, channels for receiving instruments defined within the device, such aschannel 113,channel 127, etc., extend between opposing walls of the device housing, such as betweenproximal face 128 of the housing anddistal face 130 of the housing.

いくつかの実施形態では、チャネル１１５のあるポジション（例えば上側面１０５から１ｍｍ～５０ｍｍの距離）におけるハウジングの幅は、チャネル１２７のあるポジション（例えば下側面１０７から１ｍｍ～５０ｍｍの距離）におけるハウジングの幅よりも、少なくとも４０％、６０％、８０％、または中間の割合、より大きいもしくはより小さい割合で大きい。In some embodiments, the width of the housing at a position of the channel 115 (e.g., 1 mm to 50 mm from the upper surface 105) is at least 40%, 60%, 80%, or an intermediate percentage, greater or lesser, than the width of the housing at a position of the channel 127 (e.g., 1 mm to 50 mm from the lower surface 107).

いくつかの実施形態では、このデバイスは、器具の存在、器具の移動方向、器具の移動速度、モータ速度、（例えば上記の構造体の）回転配向などのパラメータを検出するためのセンサなど、１つ以上のセンサ１２５を備える。In some embodiments, the device includes one ormore sensors 125, such as sensors for detecting parameters such as the presence of an instrument, the direction of instrument movement, the speed of instrument movement, motor speed, and rotational orientation (e.g., of the structure described above).

いくつかの実施形態では、１つ以上のセンサが、チャネル１１３、１２７の一方または両方に沿って位置している。In some embodiments, one or more sensors are located along one or both ofchannels 113, 127.

いくつかの実施形態では、デバイスは、ガイドカテーテル（図示せず）を操作するためのアセンブリをさらに備える。いくつかの実施形態では、ガイドカテーテル操作アセンブリは、デバイスの下側部分に構成される。任意選択的に、ガイドカテーテルは、デバイスにハウジングの外部で取り付けられる。いくつかの実施形態では、ガイドカテーテルの直線移動は、例えば本明細書でさらに説明するレール機構に沿った、デバイス１０１全体の移動によって駆動される。In some embodiments, the device further comprises an assembly for manipulating a guide catheter (not shown). In some embodiments, the guide catheter manipulation assembly is configured in a lower portion of the device. Optionally, the guide catheter is attached to the device externally to the housing. In some embodiments, linear movement of the guide catheter is driven by movement of theentire device 101, for example along a rail mechanism as further described herein.

いくつかの実施形態では、システム１００はリモートコントロール１３９を備えており、このリモートコントロール１３９を介してユーザ（例えば外科医または他の医療従事者）は、デバイスによる器具の操作を制御する。いくつかの実施形態では、リモートコントロール１３９は、デバイス１０１から離れて遠隔操作される。例えば、リモートコントロールは、異なる部屋から操作される。代替的に、リモートコントロールは、手術室で操作される。いくつかの実施形態では、リモートコントロールは、例えば、器具の移動（例えば、デバイスに装填された１つ以上の器具の直線移動及び／または回転）を作動させるために、デバイス１０１から信号を送信する及び／または信号を受信するようにプログラムされている。In some embodiments, the system 100 includes aremote control 139 through which a user (e.g., a surgeon or other medical personnel) controls the operation of the instruments on the device. In some embodiments, theremote control 139 is remotely operated away from thedevice 101. For example, the remote control is operated from a different room. Alternatively, the remote control is operated in the operating room. In some embodiments, the remote control is programmed to send and/or receive signals from thedevice 101, for example, to actuate instrument movement (e.g., linear movement and/or rotation of one or more instruments loaded on the device).

いくつかの実施形態では、システム１００はさらに、Ｘ線透視検査、ＣＴ、コーンビームＣＴ、ＣＴ透視検査、ＭＲＩ、超音波、または他の任意の適切なイメージングモダリティなど、イメージングデバイスを含む場合があり、またはイメージングデバイスと関連して用いられる場合がある。In some embodiments, the system 100 may further include or be used in conjunction with an imaging device, such as x-ray fluoroscopy, CT, cone beam CT, CT fluoroscopy, MRI, ultrasound, or any other suitable imaging modality.

図２Ａ～図２Ｃは、いくつかの実施形態による、細長手術器具を操作するための小型ロボットデバイスの様々な外観図である。2A-2C show various external views of a miniature robotic device for manipulating an elongated surgical instrument, according to some embodiments.

いくつかの実施形態では、デバイス２０１は、ハウジング内部の容積に通じているアクセス開口部、ハウジング外部に通じている開口部、及び任意選択的に、ハウジングの壁から突出し、ユーザによって手動で及び／または追加のデバイスなどによって、ハウジングの外部に係合され得る１つ以上の突起（例えばノブ）を画定するハウジング２０３を含む。In some embodiments, thedevice 201 includes ahousing 203 that defines an access opening leading to a volume within the housing, an opening leading to an exterior of the housing, and, optionally, one or more protrusions (e.g., knobs) that protrude from a wall of the housing and can be engaged on the exterior of the housing, such as manually by a user and/or by an additional device.

図２Ａに示された実施例では、デバイスには、ガイドワイヤ２０５と、ガイドワイヤが導入されるマイクロカテーテル２０７と、ガイドワイヤ及びマイクロカテーテルのテレスコピック配列が導入されるガイドカテーテル２０９とが装填されている。In the embodiment shown in FIG. 2A, the device is loaded with aguidewire 205, amicrocatheter 207 through which the guidewire is introduced, and aguide catheter 209 through which the telescopic arrangement of the guidewire and microcatheter is introduced.

いくつかの実施形態では、ガイドワイヤは、デバイスの上側部分の指定されたチャネル内に受容され（チャネルは内部にあり、図示されていない）、マイクロカテーテルの内腔内へと延在し（任意選択的に、前進し）、このマイクロカテーテルは、その近位端で例えばルアー２１１を介してハウジング２０３に接続されている。そして、マイクロカテーテルが延びて、ハウジングの外側に曲線２１３、例えばＵ字形の曲線を形成し、デバイスの下側部分に位置している開口部２１５でデバイスの内部容積に入る。ハウジングの内部で、マイクロカテーテル（任意選択的にその中にガイドワイヤを挿通させた状態で含む）は、その指定されたチャネル（チャネルは内部にあり、図示されていない）に沿って延在する。そして、マイクロカテーテルはルアー２１７でハウジングから出て、そこで任意選択的に、ガイドカテーテル２０９の近位端が取り付けられ、マイクロカテーテルがガイドカテーテルの内腔に入る。In some embodiments, the guidewire is received in a designated channel in the upper portion of the device (the channel is internal, not shown) and extends (optionally advanced) into the lumen of the microcatheter, which is connected at its proximal end to thehousing 203, e.g., via aluer 211. The microcatheter then extends to form acurve 213, e.g., a U-shaped curve, on the outside of the housing and enters the internal volume of the device at anopening 215 located in the lower portion of the device. Inside the housing, the microcatheter (optionally including a guidewire threaded therethrough) extends along its designated channel (the channel is internal, not shown). The microcatheter then exits the housing at aluer 217, where, optionally, the proximal end of theguide catheter 209 is attached and the microcatheter enters the lumen of the guide catheter.

いくつかの実施形態では、ハウジング２０３は、例えば流体（例えば生理食塩水）の器具の中への注入及び器具を介しての注入のために、器具の内腔に通じている１つ以上のポートを含む。例えば、ポート２１９は、マイクロカテーテルの内腔内に通じる内部コネクタの分岐を形成し、ポート２２１は、ガイドカテーテルの内腔内に通じる別の内部コネクタの分岐を形成する。いくつかの実施形態では、使用時には、流体がポート内に注入され、コネクタによって器具の内腔内に流れるように方向付けられる。In some embodiments, thehousing 203 includes one or more ports that open into the lumen of the instrument, e.g., for injection of fluid (e.g., saline) into and through the instrument. For example,port 219 forms a branch of an internal connector that opens into the lumen of the microcatheter, andport 221 forms another branch of an internal connector that opens into the lumen of the guide catheter. In some embodiments, in use, fluid is injected into the port and directed by the connector to flow into the lumen of the instrument.

いくつかの実施形態では、ハウジング２０３は、係合されると（例えばユーザによって手動で係合されると、及び／または指定されたモータ、外部アクチュエータ、及び／または他のそれらの動きを介して自動的に係合されると）、デバイスの内部構成要素の動きを生成するように、デバイスの内部容積からハウジングの外部に延びる１つ以上の突起（例えばピン、ボタンまたはノブ）を含む。例えば、デバイス上側部分に位置するノブ２２３の回転は、例えば１つ以上の弾性要素（例えばバネ）を圧縮することにより、ガイドワイヤのグリップ力を解放して、これにより、バネに結合されている移動駆動アセンブリ（例えばホイール）の要素をガイドワイヤから離して遠ざける。同様にして、デバイス下側部分に配置されたノブ２２５の回転は、例えば１つ以上の弾性要素（例えばバネ）を圧縮することにより、マイクロカテーテルのグリップ力を解放して、これにより、バネに結合されている移動駆動アセンブリ（例えばホイール）の要素をマイクロカテーテルから離して遠ざける。In some embodiments, thehousing 203 includes one or more protrusions (e.g., pins, buttons, or knobs) extending from the internal volume of the device to the exterior of the housing to generate movement of the internal components of the device when engaged (e.g., manually by a user and/or automatically via a designated motor, external actuator, and/or other such movements). For example, rotation of theknob 223 located on the upper portion of the device releases the grip on the guidewire, e.g., by compressing one or more elastic elements (e.g., springs), thereby moving the elements of the movement drive assembly (e.g., wheels) coupled to the springs away from the guidewire. Similarly, rotation of theknob 225 located on the lower portion of the device releases the grip on the microcatheter, e.g., by compressing one or more elastic elements (e.g., springs), thereby moving the elements of the movement drive assembly (e.g., wheels) coupled to the springs away from the microcatheter.

いくつかの実施形態では、デバイスを支持体及び／またはレール機構に取り付けるために、１つ以上のピン２２７がハウジングの壁から突出している。In some embodiments, one ormore pins 227 protrude from the wall of the housing for mounting the device to a support and/or rail mechanism.

いくつかの実施形態では、使用時に、ガイドワイヤのロール移動は、（移動駆動アセンブリ及びモータトランスミッションアセンブリを含む）内部構造体の回転によって実施される。構造体の回転は、いくつかの実施形態では、デバイスのより広い上側部分に構成されたディスク部分２２９の回転として、ハウジングの外部から見える。In some embodiments, in use, the rolling movement of the guidewire is accomplished by rotation of the internal structure (including the translation drive assembly and the motor transmission assembly). The rotation of the structure is visible from the exterior of the housing, in some embodiments, as a rotation of adisk portion 229 arranged in the wider, upper portion of the device.

いくつかの実施形態では、デバイスは、例えば、装填された器具の現在ポジション及び／または移動を表示するために、ユーザに対し視覚的及び／または聴覚的及び／または触覚的な表示を提供するように構成されている。例えば、いくつかの実施形態では、ハウジングは、器具の移動、例えば、その指定されたチャネルに沿った器具の前進または後退に合わせたタイミング及び順序で点灯する照明（例えばＬＥＤ）の列を備える。任意選択的に、このデバイスは、各器具の直線移動を表示するために、少なくとも、ガイドワイヤチャネルの位置で壁ハウジングの外側に構成された第１の照明列と、マイクロカテーテルチャネルの位置で壁ハウジングの外側に構成された第２の照明列とを含む。In some embodiments, the device is configured to provide visual and/or audio and/or tactile indications to the user, e.g., to indicate the current position and/or movement of the loaded instrument. For example, in some embodiments, the housing includes an array of lights (e.g., LEDs) that illuminate in a timed and sequence consistent with the movement of the instrument, e.g., the advancement or retraction of the instrument along its designated channel. Optionally, the device includes at least a first array of lights configured on the exterior of the wall housing at the location of the guidewire channel and a second array of lights configured on the exterior of the wall housing at the location of the microcatheter channel to indicate the linear movement of each instrument.

追加または代替として、いくつかの実施形態では、デバイスによる器具の操作を遠隔制御するユーザが使用するための外部インジケータデバイスが設けられる。いくつかの実施形態では、インジケータデバイスは、視覚的な表示（例えばスクリーン、照明）及び／または聴覚的な表示及び／または触覚的な表示を介して、ロボットデバイスに装填された器具（複数可）の移動（例えば直線移動、ロール）をユーザに表示する。このようなデバイスは、ハンドヘルドデバイスとして、ユーザによってインストールされるための携帯電話アプリケーションとして、付属品デバイス（例えば、ロボットデバイスのリモートコントロール及び／またはスクリーンに搭載可能なデバイス）として、及びこれらに類するものとして、構成されてもよい。任意選択的に、インジケータデバイスはロボットデバイスに対して遠隔にあり、例えば、手術室とは異なる室内に配置されており、そこから手術の制御が実施される。Additionally or alternatively, in some embodiments, an external indicator device is provided for use by a user remotely controlling the operation of the instrument by the device. In some embodiments, the indicator device indicates to the user the movement (e.g., linear movement, roll) of the instrument(s) loaded on the robotic device via visual (e.g., screen, light) and/or audible and/or tactile indications. Such devices may be configured as handheld devices, as mobile phone applications for installation by the user, as accessory devices (e.g., devices that can be mounted on the remote control and/or screen of the robotic device), and the like. Optionally, the indicator device is remote to the robotic device, e.g., located in a room different from the operating room from which control of the procedure is performed.

例示的な手術室設定
図３は、いくつかの実施形態による、小型ロボットデバイスのための手術室設定の例である。いくつかの実施形態では、小型ロボットデバイス３０１は、手術台３０５上に横たわっている患者３０３に対して位置決めされ保持される。いくつかの実施形態では、デバイスは、任意選択的にその近位端部で台３０５に固定された支持固定具３０７の遠位端部に取り外し可能なように取り付けられる。 3 is an example of an operating room setting for a miniature robotic device, according to some embodiments. In some embodiments, a miniaturerobotic device 301 is positioned and held relative to apatient 303 lying on an operating table 305. In some embodiments, the device is removably attached to a distal end of asupport fixture 307 that is optionally secured at its proximal end to the table 305.

いくつかの実施形態では、支持固定具３０７は、患者に対して相対的な、例えば、患者の体内に１つ以上の細長手術器具を挿入するためのエントリポイント３１３に対して相対的なデバイス３０１のポジションを設定することを可能にする。In some embodiments, thesupport fixture 307 allows for positioning of thedevice 301 relative to the patient, e.g., relative to anentry point 313 for inserting one or more elongated surgical instruments into the patient's body.

いくつかの実施形態では、標的組織（例えば、心臓、下肢の末梢血管、脳、肝臓など）の位置、及び処置の目的に応じて、エントリポイントは、患者の鼠径部（すなわち大腿動脈）、腕（すなわち橈骨動脈）または頸部（すなわち頸静脈）から選択され得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、器具（複数可）は血管内腔に導入される。In some embodiments, depending on the location of the target tissue (e.g., heart, peripheral vessels of the lower extremities, brain, liver, etc.) and the purpose of the procedure, the entry point may be selected from, but is not limited to, the patient's groin (i.e., femoral artery), arm (i.e., radial artery) or neck (i.e., jugular vein). In some embodiments, the instrument(s) are introduced into the vascular lumen.

いくつかの実施形態では、デバイス３０１は、例えば、それぞれの凹部内に受容された１つ以上のピンによる、締まり嵌め結合、及び／または他の適切な結合を介して、支持固定具に取り付けられる。In some embodiments, thedevice 301 is attached to the support fixture via an interference fit connection, for example, by one or more pins received within respective recesses, and/or other suitable connection.

いくつかの実施形態では、デバイス３０１は、例えばレール上をスライドすることによって、支持固定具３０７に対して移動するように構成される。いくつかの実施形態では、レールは、例えば図１０Ａ～図１０Ｃに示されているように、ロボットデバイス自体のハウジング内に含まれており、及び／またはハウジング上に取り付けられている。追加または代替として、レールは支持固定具の一部を形成している。In some embodiments, thedevice 301 is configured to move relative to thesupport fixture 307, for example by sliding on rails. In some embodiments, the rails are contained within and/or mounted on the housing of the robotic device itself, for example as shown in Figures 10A-10C. Additionally or alternatively, the rails form part of the support fixture.

いくつかの実施形態では、手術の後に、デバイス３０１及び支持固定具３０７の両方が廃棄される。代替的に、支持固定具は、例えば、使用後に固定具を滅菌することによって、複数回使用するように構成される。In some embodiments, both thedevice 301 and thesupport fixture 307 are discarded following surgery. Alternatively, the support fixture is configured for multiple uses, for example, by sterilizing the fixture after use.

いくつかの実施形態では、デバイス３０１は、患者に対し相対的に任意の選択された向きに、例えば（任意選択でイメージングによる）視覚化及び／または（器具の導入などのための）患者への物理的アクセスとの干渉を最も効果的に低減する向きに、ポジショニング可能である。いくつかの実施形態では、デバイス３０１は、デバイスの狭窄部（本明細書では下部とも称する）が患者体内へのエントリポイントに近接することによって、身体へのエントリポイントに最も近い位置で、器具または器具のテレスコピック配列（例えば、内部に延在するマイクロカテーテル及びガイドワイヤ）がデバイス３０１を出るように、固定具に取り付けられる。In some embodiments, thedevice 301 can be positioned in any selected orientation relative to the patient, for example, in an orientation that most effectively reduces interference with visualization (optionally by imaging) and/or physical access to the patient (such as for the introduction of instruments). In some embodiments, thedevice 301 is attached to a fixture such that the constricted portion (also referred to herein as the lower portion) of the device is proximate to the entry point into the patient's body, thereby allowing the instrument or telescopic array of instruments (e.g., a microcatheter and guidewire extending therein) to exit thedevice 301 closest to the entry point into the body.

器具操作アセンブリ
図４は、いくつかの実施形態による、細長手術器具を直線移動及び／または回転移動させるための駆動ホイールアセンブリの概略図である。 Instrument Manipulation Assembly FIG. 4 is a schematic diagram of a drive wheel assembly for linearly and/or rotationally moving an elongated surgical instrument, according to some embodiments.

いくつかの実施形態では、細長手術器具４０１（例えばガイドワイヤ、マイクロカテーテル）が、デバイスの指定されたチャネル４０３内に受容される。In some embodiments, an elongated surgical instrument 401 (e.g., a guidewire, a microcatheter) is received within a designatedchannel 403 of the device.

いくつかの実施形態では、駆動ホイールなどの複数の移動駆動要素がチャネルに隣接して配置される。いくつかの実施形態では、ホイールは対をなして配列されており、１つのホイールは、チャネルを挟んで位置する別のホイールに向かい合っている。移動アセンブリは、例えば、２～４０個のホイール、例えば、１０～２０個、８～１６個、４～３０個、１２～３８個、または中間の個数、よりも多いもしくはより少ない個数などのホイールを含み得る。In some embodiments, multiple moving drive elements, such as drive wheels, are positioned adjacent to the channel. In some embodiments, the wheels are arranged in pairs, one wheel facing another across the channel. The moving assembly can include, for example, 2-40 wheels, e.g., 10-20, 8-16, 4-30, 12-38, or intermediate, greater or lesser numbers of wheels, etc.

いくつかの実施形態では、チャネルの第１の側のホイール（ホイール４０５、４０７など）は、固定要素４０６（例えば、ハウジングの内壁、フレーム、ロッドなど）に結合されている。いくつかの実施形態では、チャネルの対向する第２の側のホイール（ホイール４０９、４１１など）は、バネ４１３などの弾性要素または変形可能要素に結合されている。In some embodiments, the wheels on a first side of the channel (e.g.,wheels 405, 407, etc.) are coupled to a fixed element 406 (e.g., an inner wall of a housing, a frame, a rod, etc.). In some embodiments, the wheels on an opposing second side of the channel (e.g.,wheels 409, 411, etc.) are coupled to an elastic or deformable element such as aspring 413.

いくつかの実施形態では、バネの静止状態において、ホイール４０９、４１１は、器具４０１が全てのホイールによって接触されるように、ホイール４０５、４０７にごく接近して、バネによって押される。ホイールの回転時に、器具はチャネルの長軸に沿って（ホイールの回転方向に応じて）前進または後退する。いくつかの実施形態では、ホイールの接近した状態では、各対の対向するホイールは、器具４０１の直径以下の短い距離、例えば、ガイドワイヤの直径以下、例えば、０．１８～０．２５ｍｍ、０．５～１．１４ｍｍ、０．１８～１．１４ｍｍ、または中間の直径、より大きいまたはより小さい直径以下の距離に置かれる。いくつかの実施例では、器具がマイクロカテーテルである場合、ホイール間の距離は、マイクロカテーテルの直径以下であり、例えば２～３ＦＲの間である。いくつかの実施例では、器具がガイドカテーテルである場合、ホイール間の距離は、ガイドカテーテルの直径以下であり、例えば３０９ＦＲの間である。In some embodiments, in the rest state of the springs, thewheels 409, 411 are pushed by the springs in close proximity to thewheels 405, 407 such that theinstrument 401 is contacted by all the wheels. Upon rotation of the wheels, the instrument advances or retreats (depending on the direction of rotation of the wheels) along the long axis of the channel. In some embodiments, in the close state of the wheels, the opposing wheels of each pair are placed at a short distance less than the diameter of theinstrument 401, e.g., less than the diameter of the guidewire, e.g., 0.18-0.25 mm, 0.5-1.14 mm, 0.18-1.14 mm, or an intermediate diameter, larger or smaller diameter. In some examples, when the instrument is a microcatheter, the distance between the wheels is less than the diameter of the microcatheter, e.g., between 2-3 FR. In some examples, when the instrument is a guide catheter, the distance between the wheels is less than the diameter of the guide catheter, e.g., between 309 FR.

いくつかの実施形態では、全てのホイールが同様の回転方向及び速度で回転する。いくつかの実施形態では、器具は、対向するホイール間にしっかりと把持され、それにより、例えば、アセンブリ全体を回転させると、器具が、その長軸の周りをロールする。In some embodiments, all of the wheels rotate with the same rotational direction and speed. In some embodiments, the instrument is tightly gripped between opposing wheels, so that, for example, rotating the entire assembly causes the instrument to roll about its long axis.

いくつかの実施形態では、バネの圧縮状態で、ホイール４０９、４１１は、器具から離れて後退し、器具の保持を緩める。任意選択的に、ホイールが後退ポジションにあることで、器具の挿入及び／またはチャネルからの取り外しが容易になる。いくつかの実施形態では、バネの圧縮は、例えばハウジングの外部に構成された、ノブまたはボタンを介して作動させられる。一実施例では、ノブの回転により、バネの張力が調整される。In some embodiments, with the springs compressed, thewheels 409, 411 retract away from the instrument, loosening their grip on the instrument. Optionally, the wheels in the retracted position facilitates insertion and/or removal of the instrument from the channel. In some embodiments, the compression of the springs is actuated via a knob or button, e.g., configured on the exterior of the housing. In one example, rotation of the knob adjusts the tension of the spring.

いくつかの実施形態では、複数のバネは、１つのユニットとしてまとめて作動させられ、これにより、全てのバネが一度に圧縮される（または減圧される）。In some embodiments, multiple springs are actuated together as a unit, so that all springs are compressed (or decompressed) at once.

図５Ａ～図５Ｃは、いくつかの実施形態による、器具を移動させるための駆動アセンブリの異なる図である。5A-5C show different views of a drive assembly for moving an instrument according to some embodiments.

いくつかの実施形態では、器具５０３（例えばガイドワイヤ）を移動させるための駆動ホイール５０１のアセンブリは、対向するホイールの複数の隣接する対を含む。いくつかの実施形態では、ホイール対は、互いに交差する異なる平面に交互に配列されており、したがって、例えば、第１のホイール対の列が第１の平面５０７上に位置し、第２のホイール対の列が第２の平面５０９上に位置し、両方のホイール対の列が互いに介在し合う。In some embodiments, the assembly ofdrive wheels 501 for moving the instrument 503 (e.g., a guidewire) includes multiple adjacent pairs of opposing wheels. In some embodiments, the wheel pairs are arranged alternately in different planes that intersect with each other, so that, for example, a first row of wheel pairs lies on afirst plane 507 and a second row of wheel pairs lies on asecond plane 509, with both rows of wheel pairs interleaved with each other.

いくつかの実施形態では、隣接するホイール対は、例えば、互いに対して密接に配置される少なくとも２つのホイール対を、例えば、各２つの対の対向するホイール間に画定されたスペースが２０ｍｍ、１０ｍｍ、５ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍ以下、または中間の距離、より長いもしくは短い距離の軸方向距離を有するように含む。In some embodiments, the adjacent wheel pairs include, for example, at least two wheel pairs closely positioned relative to one another, such that the space defined between opposing wheels of each of the two pairs has an axial distance of 20 mm, 10 mm, 5 mm, 1 mm, 0.5 mm or less, or an intermediate distance, greater or less.

いくつかの実施形態では、平面５０７と平面５０９との間の角度は、６０度、９０度、１１度などの３０～１２０度、または中間の角度、より大きいまたはより小さい角度である。特定の実施例では、平面５０７と平面５０９とは垂直である（「＋」形状配列を画定する）。In some embodiments, the angle betweenplane 507 andplane 509 is between 30 and 120 degrees, such as 60 degrees, 90 degrees, 11 degrees, or an intermediate angle, larger or smaller. In a particular example,plane 507 andplane 509 are perpendicular (defining a "+" shaped arrangement).

いくつかの実施形態では、器具５０３は、複数の対の対向するホイールの間の小さなスペースによって画定された細長いチャネルに沿って延在している。In some embodiments, theinstrument 503 extends along an elongated channel defined by small spaces between pairs of opposing wheels.

互いに交差する異なる平面に交互に配列された駆動ホイールのアセンブリのいくつかの潜在的な利点には、器具の周りの容積を有効に利用することが挙げられ得、そのような配列は、任意選択的に、それでいて比較的小さい容積に多数の駆動ホイールを嵌め込むこと、器具の長さに沿った複数の位置でホイール対を器具に係合させること（任意選択的に、例えば器具の長さに沿って測定した、ホイール対と器具との隣接する接触位置間の距離は、６ｍｍ、６ｍｍ、５ｍｍ未満、またはその中間の距離、より長いもしくはより短い距離である（任意選択的に、この距離は使用される駆動ホイールの直径に左右される））、（各対が異なる平面上にあるため）隣接する対のホイール間の空間的干渉が低減されること、隣接するホイール対の間に位置する器具のセグメントが（例えば、任意選択的で緊急事態または故障時に、器具を装填する、及び／または器具を取り外す、及び／または器具のポジションを手動で調整するために）器具へのアクセスを可能にすること、をもたらす。Some potential advantages of an assembly of drive wheels arranged alternately in different intersecting planes may include efficient use of the volume around the instrument, optionally allowing a large number of drive wheels to fit into a relatively small volume; wheel pairs engaging the instrument at multiple locations along the length of the instrument (optionally, the distance between adjacent contact locations of the wheel pairs and the instrument, e.g., measured along the length of the instrument, is less than 6 mm, 6 mm, 5 mm, or any intermediate distance, greater or less (optionally depending on the diameter of the drive wheels used)); reduced spatial interference between adjacent pairs of wheels (since each pair is on a different plane); and segments of the instrument located between adjacent wheel pairs allowing access to the instrument (e.g., optionally for loading and/or unloading the instrument and/or manually adjusting the position of the instrument in an emergency or malfunction).

いくつかの実施形態では、例えば図５Ｃに示されるように、チャネルの少なくとも一方の側にある一連のホイールのそれぞれは、フレーム５１１に結合され、このフレーム５１１は、バネが緊張させられたとき及び／または解放されたときにフレームに結合されたホイールを前進及び／または後退させるように構成されたバネ５１３を含む。In some embodiments, as shown, for example, in FIG. 5C, each of a set of wheels on at least one side of the channel is coupled to aframe 511 that includes aspring 513 configured to advance and/or retract the wheel coupled to the frame when the spring is tensioned and/or released.

いくつかの実施形態では、細長ロッド５１５が、複数のフレームを通過して、これらのフレームに接合する。いくつかの実施形態では、ロッド５１５はギア５１７（例えば、ロッドの一端）に動作可能なように取り付けられており、ギア５１７は、回転すると、ロッドをロールさせ、それによってバネ５１３の張力を変化させる（圧縮または減圧させる）。いくつかの実施形態では、（２つの列のうちの、それぞれ異なる平面に配列された）２つの細長ロッドが、例えば両方のロッドのギア５１７に連結されたノブギア５１９の回転によって同時にロールさせられ、その結果、ノブギア５１９が回転すると、ギア５１７も回転し、ロールするロッド５１５がバネの張力を変化させ、それによって、このバネがホイールをチャネルから後退させ、またはホイールをチャネルに向けて前進させる。ロッドの配列及びそれらの作動ギアの潜在的な利点には、例えば図５Ｃに示されたように、単一の構成要素を介して、例えばノブギアの回転によって、（チャネルに対して相対的な）両方の列のホイールのポジションを同時に設定することが挙げられ得る。In some embodiments, theelongated rod 515 passes through and joins to the frames. In some embodiments, therod 515 is operatively attached to a gear 517 (e.g., at one end of the rod) that, when rotated, rolls the rod, thereby changing the tension (compressing or decompressing) of thespring 513. In some embodiments, two elongated rods (arranged in different planes in two rows) are rolled simultaneously, for example by rotation of aknob gear 519 connected to thegears 517 of both rods, so that when theknob gear 519 rotates, thegear 517 also rotates, and the rollingrod 515 changes the tension of the spring, which in turn retracts the wheel from the channel or advances the wheel towards the channel. Potential advantages of the arrangement of rods and their actuation gears may include simultaneously setting the position of the wheels of both rows (relative to the channel) via a single component, for example by rotation of the knob gear, as shown in FIG. 5C.

いくつかの実施形態では、駆動ホイール５０１の回転はモータ（図示せず）によって作動させられる。任意選択的に、複数のトランスミッションギア（図示せず）が、モータから駆動ホイールへトルクを伝達する。In some embodiments, rotation of thedrive wheel 501 is actuated by a motor (not shown). Optionally, multiple transmission gears (not shown) transmit torque from the motor to the drive wheel.

いくつかの実施形態では、各ホイール列（すなわち単一平面上に位置するホイール対）は、例えば２～１６個のホイールを含み、例えば１～８対として配列される。このような構造体では、（２つの列を含む）完全なアセンブリは、例えば合計４～３２個のホイールを含み、例えば２～１６対として配列される。In some embodiments, each wheel row (i.e., wheel pairs located on a single plane) may contain, for example, 2-16 wheels, arranged in, for example, 1-8 pairs. In such a structure, the complete assembly (including two rows) may contain, for example, 4-32 wheels total, arranged in, for example, 2-16 pairs.

いくつかの実施形態では、ホイールの総数は、例えば器具とそれぞれのホイールとの間に十分な数の接触位置を有することにより、十分なトラクションが提供されるように選択される。器具と各ホイールとの複数の接触位置のいくつかの潜在的な利点には、器具の滑りのリスクを低減すること、（各対の対向するホイールの間などの）器具の把持の改善、及び回転中にホイールをガイドワイヤの挟持要素として使用する能力が挙げられ得、各ホイール対によって器具に加えられる個々の挟持力を低減して、器具表面への衝撃を少なくしながらも器具の同じ総把持力を得ることが可能になる。In some embodiments, the total number of wheels is selected to provide sufficient traction, for example by having a sufficient number of contact points between the instrument and each wheel. Some potential advantages of multiple contact points between the instrument and each wheel may include reducing the risk of instrument slippage, improved gripping of the instrument (such as between the opposing wheels of each pair), and the ability to use the wheels as a clamping element for the guidewire during rotation, reducing the individual clamping force applied to the instrument by each wheel pair, allowing for the same total gripping force of the instrument while producing less impact on the instrument surface.

付加的な駆動ホイールアセンブリが本明細書で想定されることに留意されたい。いくつかの実施形態では、ホイール対は、複数の平面に、例えば３つ以上の平面に位置する場合がある。一実施例では、ホイール対は、螺旋構成においては長軸の周りに螺旋状に配列される。Note that additional drive wheel assemblies are contemplated herein. In some embodiments, the wheel pairs may be located in multiple planes, e.g., three or more planes. In one example, the wheel pairs are arranged helically around the longitudinal axis in a helical configuration.

いくつかの実施形態では、隣接する対の対向するホイール間の複数のスペースによって画定されたチャネルは、直線状のまっすぐなチャネルである。代替として、チャネルは１つ以上の湾曲部を含む。In some embodiments, the channel defined by the spaces between adjacent pairs of opposing wheels is a straight, linear channel. Alternatively, the channel includes one or more curves.

図６Ａ～図６Ｂは、いくつかの実施形態による、器具を直線移動及び／または回転させるための構造体を示す。6A-6B show structures for translating and/or rotating an instrument according to some embodiments.

図６Ａ～図６Ｂは、いくつかの実施形態による、器具（例えばガイドワイヤ）を受容するように構成された構造体６０１の２つの異なる角度からの図である。いくつかの実施形態では、構造体は、例えば本明細書で説明されるようにロボットデバイスの上側部分内に収容されている。6A-6B are views from two different angles of astructure 601 configured to receive an instrument (e.g., a guidewire), according to some embodiments. In some embodiments, the structure is housed within an upper portion of a robotic device, for example, as described herein.

いくつかの実施形態では、構造体は、例えば図５Ａ～図５Ｃに記載されているような（図６Ａ～図６Ｂでは隠されている）駆動ホイールのアセンブリを含み、これらは、構造体を通過する（駆動輪の間の、構造体の長さに沿った指定されたチャネル内を通過するなど）器具と接触するように配置される。いくつかの実施形態では、駆動ホイールアセンブリは、構造体全体に対して実質的に中心にある。In some embodiments, the structure includes an assembly of drive wheels, e.g., as depicted in Figures 5A-5C (hidden in Figures 6A-6B), that are positioned to contact instruments passing through the structure (e.g., passing through designated channels along the length of the structure between the drive wheels). In some embodiments, the drive wheel assembly is substantially centered with respect to the entire structure.

いくつかの実施形態では、構造体は、１つ以上のモータを備えており、例えば駆動ホイールの回転を作動させるように構成されたモータ６０５を備えている。いくつかの実施形態では、モータ６０５は、構造体が回転させられるときに、この構造体を単一のユニットとして回転させるように構成されている。任意選択的に、モータ６０５は構造体に対して軸方向に整列されている。In some embodiments, the structure includes one or more motors, such asmotor 605 configured to actuate rotation of a drive wheel. In some embodiments,motor 605 is configured to rotate the structure as a single unit when the structure is rotated. Optionally,motor 605 is axially aligned with respect to the structure.

いくつかの実施形態では、別のモータ６０４が、モータ６０５及びモータ６０４自体の回転を含む、構造体全体の回転を作動させるように構成されている。いくつかの実施形態では、モータ６０４は、構造体に形成されたスペース内に配置される。いくつかの実施形態では、モータ６０４は、構造体の縁部によって画定された外周を越えて延在することなく、このスペース内に配置されるように構成されている。In some embodiments, anothermotor 604 is configured to actuate the rotation of the entire structure, including the rotation ofmotor 605 andmotor 604 itself. In some embodiments,motor 604 is disposed within a space formed in the structure. In some embodiments,motor 604 is configured to be disposed within this space without extending beyond the perimeter defined by the edges of the structure.

いくつかの実施形態では、複数のトランスミッションギア６０３は、モータ６０４から、回転させられると構造体全体を回転させる大ギアホイール６０６へとトルクを伝達する。In some embodiments, multiple transmission gears 603 transmit torque from themotor 604 to alarge gear wheel 606 that, when rotated, rotates the entire structure.

いくつかの実施形態では、構造体は複数のトランスミッションギア６０７を有しており、トランスミッションギア６０７は、モータ６０５から、器具を直線移動させる駆動ホイールへトルクを伝達する。任意選択的に、トランスミッションギアは、駆動ホイールに対して半径方向外側に位置している。任意選択的に、各駆動ホイールの回転が１つ以上のトランスミッションギアによって駆動される。いくつかの実施形態では、モータによって指示される回転速度を変更するために、トランスミッションギアの数及び／または形状及び／またはポジション及び／またはサイズが選択される。例えば、トランスミッションギアはモータの速度を低下させる。いくつかの実施形態では、全ての駆動ホイールはトランスミッションギアによって同様の速度で駆動される。いくつかの実施形態では、少なくとも２、４、１０、１４、１６、２０、または中間の数、より多数もしくはより少数のトランスミッションギアが、駆動ホイールの各対の移動を駆動するように配置され、構成されている。In some embodiments, the structure has multiple transmission gears 607 that transmit torque from themotor 605 to the drive wheels that move the tool linearly. Optionally, the transmission gears are located radially outward relative to the drive wheels. Optionally, the rotation of each drive wheel is driven by one or more transmission gears. In some embodiments, the number and/or shape and/or position and/or size of the transmission gears are selected to change the rotational speed commanded by the motor. For example, the transmission gears slow down the motor. In some embodiments, all drive wheels are driven at a similar speed by the transmission gears. In some embodiments, at least 2, 4, 10, 14, 16, 20, or any intermediate number, more or fewer transmission gears are arranged and configured to drive the movement of each pair of drive wheels.

いくつかの実施形態では、構造体はスリップリング６０９に結合され、このスリップリング６０９を介して１つ以上のモータに電力を供給することができる。いくつかの実施形態では、スリップリング６０９は、構造体の全ての回転配向で電気的接触を確保するように構成されている。いくつかの実施形態では、スリップリング６０９は、構造体と軸方向で整列している。In some embodiments, the structure is coupled to aslip ring 609 through which one or more motors can be powered. In some embodiments, theslip ring 609 is configured to ensure electrical contact at all rotational orientations of the structure. In some embodiments, theslip ring 609 is axially aligned with the structure.

いくつかの実施形態では、使用時に、構造体内に受容された器具の直線移動（前進及び後退）は、次のようにして実施される。すなわち、モータ６０５がトランスミッションギア６０７の回転を駆動し、トランスミッションギア６０７が、任意選択的に、回転速度を調整し、モータから、器具に密着して保持されている駆動ホイール（図示せず）へトルクを伝達する。いくつかの実施形態では、器具のロール移動は、モータ６０４によりトランスミッション６０３を介して動作されるギア６０６の回転によって実施され、このギア６０６は、構造体全体を回転させて、駆動ホイールによって保持された器具を、その長軸の周りにロールさせる。In some embodiments, in use, linear movement (forward and backward) of an instrument housed within the structure is accomplished as follows:motor 605 drives the rotation oftransmission gear 607, which optionally regulates the speed of rotation and transmits torque from the motor to a drive wheel (not shown) held in close contact with the instrument. In some embodiments, rolling movement of the instrument is accomplished by rotation ofgear 606 operated bymotor 604 throughtransmission 603, which rotates the entire structure and rolls the instrument held by the drive wheel about its long axis.

さらに観察することができるように、いくつかの実施形態では、任意選択的にデバイスハウジングの外側にあるノブ６１１は、それぞれが細長ロッド（図示せず）に結合されているギア６１３の同時回転を駆動する。各ロッドが回転すると、各ロッドは、複数のバネ（図示せず）に加えられている張力を変化させて、対向する駆動ホイールからバネに結合された駆動ホイールのそれぞれを接近させるか、または引き離す。As can be further observed, in some embodiments, aknob 611, optionally on the exterior of the device housing, drives the simultaneous rotation ofgears 613, each of which is coupled to an elongated rod (not shown). As each rod rotates, it changes the tension applied to a number of springs (not shown) to move each of the spring-coupled drive wheels closer together or farther apart from the opposing drive wheel.

いくつかの実施形態では、構造体６０１は、その構成要素が制限された半径方向範囲内に維持され、例えば実質的に円筒形の構造体の断面における半径が３．５ｃｍ未満であるように、密に配列されている。任意選択的に、構造体の体積は、５００ｃｍ＾３より小さい。In some embodiments, thestructure 601 is densely arranged such that its components are maintained within a limited radial range, e.g., the radius of a cross-section of a substantially cylindrical structure is less than 3.5 cm. Optionally, the volume of the structure is less than 500 cm^3.

いくつかの実施形態では、構造体を形成する構成要素は、同様の長軸の周りに共中心に配列される。いくつかの実施形態では、ギア６０６及び／またはスリップリング６０９は、構造体の長軸に対して実質的に垂直な平面に位置するように配列されており、構造体によって画定された外周を越えて、５％超、１０％超、１５％超、または中間の割合、より大きいもしくはより小さい割合で突出しない。構造体の構成要素の密な共中心配列の潜在的な利点には、（器具のロールを発生させるためなど）単一のユニットとして回転させたときに、構造体の比較的短い回転半径を維持することが挙げられ得る。In some embodiments, the components forming the structure are arranged concentrically about a similar longitudinal axis. In some embodiments, thegears 606 and/orslip rings 609 are arranged to lie in a plane substantially perpendicular to the longitudinal axis of the structure and do not protrude beyond the circumference defined by the structure by more than 5%, more than 10%, more than 15%, or any intermediate, greater or lesser percentage. Potential advantages of a tight concentric arrangement of the components of the structure may include maintaining a relatively short turning radius of the structure when rotated as a single unit (such as to generate tool roll).

図７Ａ～図７Ｃは、いくつかの実施形態による、器具を直線移動させるためのアセンブリを示す。7A-7C show an assembly for linearly moving an instrument according to some embodiments.

いくつかの実施形態では、アセンブリ７０１は、ガイドワイヤ、マイクロカテーテルまたはガイドカテーテルなどの器具７０３を直線的に前進させること及び／または後退させることのために構成されている。In some embodiments, theassembly 701 is configured for linearly advancing and/or retracting aninstrument 703, such as a guidewire, microcatheter, or guide catheter.

いくつかの実施形態では、アセンブリは、対向するホイールの各対が器具を受容するために、そのホイール間に経路を画定するように、任意選択で２つの平行な並びに配置された複数の駆動ホイール７０５を含む。In some embodiments, the assembly includesmultiple drive wheels 705, optionally arranged in two parallel rows, such that each pair of opposing wheels defines a path between them for receiving an instrument.

いくつかの実施形態では、アセンブリの並びのうちの少なくとも１つの並びのホイールは、バネ７０７などの弾性要素に結合されており、このバネ７０７は、張力の変化に応じてホイールを、器具７０３に向けて、または器具７０３から離すように移動させる。いくつかの実施形態では、各駆動ホイールはバネに結合されている。代替として、ある並びの複数の駆動ホイールと、任意選択的に、ある並びの全ての駆動ホイールとは、（図示されていない接続フレームまたはロッドを介して）同じバネに結合されている。いくつかの実施形態では、バネ７０７は区画７０９内に入れられている。いくつかの実施形態では、バネの張力は、ノブ７１１の回転によって変更され、このノブは、全ての区画７０９を横切って軸方向に延びるロッド７１３を回転させ、回転するとバネを引っ張るか、または圧縮する。In some embodiments, the wheels of at least one row of the assembly rows are coupled to a resilient element, such as aspring 707, which moves the wheels toward or away from theinstrument 703 in response to changes in tension. In some embodiments, each drive wheel is coupled to a spring. Alternatively, multiple drive wheels in a row, and optionally all drive wheels in a row, are coupled to the same spring (via a connecting frame or rod, not shown). In some embodiments, thespring 707 is encased in asection 709. In some embodiments, the tension of the spring is changed by rotating aknob 711, which rotates arod 713 that extends axially across all thesections 709, which tensions or compresses the spring as it rotates.

いくつかの実施形態では、複数のトランスミッションギア７１５は、駆動ホイール７０５と動作可能なように接触して配置されており、モータ（図示せず）からのトルクを伝達するように、及び／またはモータによって指示される作動速度を調整するように構成されている。In some embodiments, a plurality of transmission gears 715 are disposed in operative contact with thedrive wheel 705 and are configured to transmit torque from a motor (not shown) and/or adjust the operating speed dictated by the motor.

いくつかの実施形態では、器具が通過するチャネルの入口位置及び／または出口位置にシール７１７が設けられている。いくつかの実施形態では、シールは、そこを通る器具の前進によって押し開けることができる開口部を含む。いくつかの実施形態では、シールは、開口部の周りで器具を気密的に取り囲んでおり、流体（例えば生理食塩水、血液、水）が駆動ホイール間のチャネルへ流入することを防止する。In some embodiments, aseal 717 is provided at the entrance and/or exit of the channel through which the instrument passes. In some embodiments, the seal includes an opening that can be pushed open by advancement of the instrument therethrough. In some embodiments, the seal hermetically surrounds the instrument around the opening and prevents fluids (e.g., saline, blood, water) from entering the channel between the drive wheels.

一体型コネクタ
図８は、いくつかの実施形態による、デバイスハウジングと一体になったコネクタの概略図である。 Integral Connector FIG. 8 is a schematic diagram of a connector integral with the device housing, according to some embodiments.

いくつかの実施形態では、例えば本明細書で説明される小型ロボットデバイスは、デバイスのハウジング内に設けられた１つ以上のＹコネクタなどの一体化されたコネクタを含んでいる。いくつかの実施形態では、コネクタは、デバイス内の選択された空間ポジションに予め（デバイスの製造中などに）取り付けられており、その場合、例えば、コネクタは、器具が受容されるチャネルと整列されている。In some embodiments, for example, miniature robotic devices described herein include one or more integrated connectors, such as Y-connectors, disposed within the housing of the device. In some embodiments, the connectors are pre-attached (e.g., during manufacture of the device) to selected spatial positions within the device, e.g., where the connectors are aligned with channels in which instruments are received.

いくつかの実施形態では、コネクタ８０１は、ステム部分８０３と、このステム部分から斜めに延在する１つ以上の分岐部８０４とを含む。いくつかの実施形態では、ステムは、器具の挿入及び器具の直線移動のためのアクセスポータルとして機能する。いくつかの実施形態では、角度８０２が、分岐部と、患者体内へのエントリポイントにより近いステム部分（遠位部分）との間で画定され、これは９０度よりも小さい。いくつかの実施形態では、分岐部は、遠位ステム部分に対して、例えば、３０度、５０度、６０度、２０度、または中間の角度、より大きいもしくはより小さい角度の角度８０２で延びている。したがって、相補的なように、分岐部と近位ステム部分との間に形成された角度（番号付けされていない）は、９０度よりも大きく、例えば９５度、１１０度、１３０度、１６０度、または中間の角度、より大きいもしくはより小さい角度よりも大きい。In some embodiments, theconnector 801 includes astem portion 803 and one ormore branches 804 extending obliquely from the stem portion. In some embodiments, the stem serves as an access portal for the insertion and translation of instruments. In some embodiments, anangle 802 is defined between the branch and the stem portion closer to the entry point into the patient body (the distal portion), which is less than 90 degrees. In some embodiments, the branch extends at anangle 802, e.g., 30 degrees, 50 degrees, 60 degrees, 20 degrees, or intermediate, larger or smaller angles, relative to the distal stem portion. Thus, in a complementary manner, the angle (not numbered) formed between the branch and the proximal stem portion is greater than 90 degrees, e.g., 95 degrees, 110 degrees, 130 degrees, 160 degrees, or intermediate, larger or smaller angles.

いくつかの実施形態では、近位ステム部分は、器具を通過させるが、流体が通過して器具の駆動アセンブリに進入することを防止するシールを備える。いくつかの実施形態では、９０度よりも小さい角度が、分岐部とシールを含まないステム部分との間に画定され、９０度よりも大きい（小さい角度で１８０度まで加算される）余角は、分岐部とシールがあるステム部分との間に画定される。In some embodiments, the proximal stem portion includes a seal that allows the instrument to pass but prevents fluid from passing through and into the drive assembly of the instrument. In some embodiments, an angle less than 90 degrees is defined between the bifurcation and the stem portion that does not include the seal, and a complementary angle greater than 90 degrees (the smaller angle adding up to 180 degrees) is defined between the bifurcation and the stem portion that has the seal.

いくつかの実施形態では、コネクタは、少なくとも部分的にデバイスハウジング（８０５によって略示される）の内部に位置している。いくつかの実施形態では、ステム８０３は、器具用のチャネル８０７と直線状に整列している。ステムとチャネルとの整列している接続により、器具を、ステム８０３及び／またはチャネル８０７内ではなく、分岐部８０４内に誘導するリスクが潜在的に低減される。潜在的に、器具が挿入されるステム部分に対して分岐部の角度が小さいことにより、器具を、ステムの継続部分内（及びさらにチャネル内）ではなく、分岐部内へと誘導するリスクが低減される。In some embodiments, the connector is at least partially located inside the device housing (schematically shown by 805). In some embodiments, thestem 803 is linearly aligned with thechannel 807 for the instrument. The aligned connection between the stem and the channel potentially reduces the risk of directing the instrument into thebifurcation 804 rather than into thestem 803 and/orchannel 807. Potentially, the small angle of the bifurcation relative to the portion of the stem through which the instrument is inserted reduces the risk of directing the instrument into the bifurcation rather than into the continued portion of the stem (and further into the channel).

いくつかの実施形態では、分岐部８０４は、ハウジング８０５の外部に少なくとも部分的に延在している。任意選択的に、使用時には、流体（例えば、生理食塩水、水、薬剤）は、患者の体内に入るべき器具の内腔（例えば、マイクロカテーテル内腔、ガイドカテーテル内腔）内へと導入されるために、分岐部８０４を通して注入される。いくつかの実施形態では、注入された流体がチャネル８０５に入ることは、分岐部８０４とステム８０３との接合部を越えてステム８０３に沿って配置されたシール８０９によって防止される。任意選択的に、シールは、器具を通過させることができるように、かつ流体がチャネルに入るのを防止するために器具を気密に取り囲むように、構成されている。いくつかの実施形態では、注入された流体は、分岐部８０４を通ってコネクタ内に流れ、シール８０９に到達すると、流体は、「反転」させられて、その後、ステムとは反対方向に、任意選択で器具の内腔に流れ込む。In some embodiments, thebranch 804 extends at least partially outside thehousing 805. Optionally, in use, a fluid (e.g., saline, water, medication) is injected through thebranch 804 for introduction into an instrument lumen (e.g., microcatheter lumen, guide catheter lumen) to be inserted into the patient's body. In some embodiments, the injected fluid is prevented from entering thechannel 805 by aseal 809 disposed along thestem 803 beyond the junction of thebranch 804 and thestem 803. Optionally, the seal is configured to allow the instrument to pass and to hermetically surround the instrument to prevent the fluid from entering the channel. In some embodiments, the injected fluid flows through thebranch 804 into the connector, and upon reaching theseal 809, the fluid is "flipped" and then flows in the opposite direction to the stem, optionally into the instrument lumen.

いくつかの実施形態では、デバイスのハウジング８０５は、例えばコネクタにおける閉塞及び／または血餅の存在の視覚的な検出を提供するために、コネクタに隣接してかつコネクタの周囲に配置された少なくとも壁部分で透明である。In some embodiments, thehousing 805 of the device is transparent at least in wall portions disposed adjacent to and around the connector, e.g., to provide visual detection of the presence of an occlusion and/or blood clot in the connector.

いくつかの実施形態では、コネクタ８０１は、コネクタ内の器具の存在、コネクタ内に注入された流体の存在、コネクタ内の器具の移動のうちの１つ以上を検出するように構成された、光センサ及び／または圧力センサ及び／または他のセンサなどの、１つ以上のセンサ８１１を備える。In some embodiments, theconnector 801 includes one ormore sensors 811, such as optical and/or pressure and/or other sensors, configured to detect one or more of the presence of an instrument in the connector, the presence of an injected fluid in the connector, and/or the movement of an instrument in the connector.

図９Ａ～図９Ｂは、いくつかの実施形態による、一体型のコネクタを含むロボットデバイスの内部図である。Figures 9A-9B are internal views of a robotic device including an integrated connector, according to some embodiments.

図示した実施例では、デバイスの固定された、任意選択的に分離できない構成要素を構成するコネクタが、ガイドワイヤ９０５などの器具が通過するチャネルと軸方向に整列したステム９０３と、ステムから延在する分岐部９０７とを備える。In the illustrated embodiment, the connector, which constitutes a fixed, optionally non-separable, component of the device, comprises astem 903 axially aligned with a channel through which an instrument, such as aguidewire 905, passes, and abranch 907 extending from the stem.

いくつかの実施形態では、コネクタは、器具駆動アセンブリ９１５に隣接して（この実施例では、駆動アセンブリの近くに）配置される。器具駆動アセンブリに直接隣接して配置されるコネクタの潜在的な利点には、要素の操作及び接続によって「使い果たされる」器具の長さを、器具のより長いセグメントを（身体への挿入などに）使用するために利用可能なままにして、有効に短縮することが挙げられ得る。例えば、駆動アセンブリから所定の距離にコネクタが配置された場合に、駆動アセンブリとコネクタとの間に延びる器具セグメントは、器具が駆動アセンブリを通過した直後にコネクタを通過する（またはその逆の）図示の配列と比較して、実用的には無駄になり得る。In some embodiments, the connector is located adjacent to the instrument drive assembly 915 (in this example, near the drive assembly). Potential advantages of a connector located directly adjacent to the instrument drive assembly may include effectively shortening the length of the instrument that is "used up" by the manipulation and connection of elements, leaving a longer segment of the instrument available for use (such as for insertion into the body). For example, if the connector is located a given distance from the drive assembly, the instrument segment that extends between the drive assembly and the connector may be practically wasted, compared to the illustrated arrangement in which the instrument passes through the connector immediately after passing through the drive assembly (or vice versa).

いくつかの実施形態では、コネクタの分岐部９０７は、ステムから、少なくとも部分的にデバイスのハウジング９１１の壁の外側に延び、ハウジングの外側に位置している開口部９１２を有する。In some embodiments, theconnector branch 907 extends from the stem at least partially outside the wall of thedevice housing 911 and has anopening 912 located on the outside of the housing.

いくつかの実施形態では、ステムに近接して、かつハウジングの壁の外側に、ルアー９１３（または任意の他の適切なコネクタ）が取り付けられ、デバイスにマイクロカテーテルを取り付けるために、マイクロカテーテルなどの器具の近位端を受容するように構成されている。In some embodiments, a luer 913 (or any other suitable connector) is attached adjacent to the stem and on the exterior wall of the housing and is configured to receive the proximal end of an instrument, such as a microcatheter, for attaching the microcatheter to the device.

デバイスを装填する例示的な方法では、ガイドワイヤ９０５が、患者体内へのガイドワイヤの導入方向とは反対の近位方向（矢印９１６を参照）に、ステム９０３の内腔内に、任意選択的にルアー９１３を通して導入され、器具の近位端を先端にして、駆動アセンブリ９１５のホイールの間に画定されたチャネル内に進められる。マイクロカテーテル近位端（図示せず）がルアー９１３に取り付けられると、ガイドワイヤは、マイクロカテーテルの内腔に入るために遠位方向に進められ得る。In an exemplary method of loading the device, aguidewire 905 is introduced into the lumen of thestem 903, optionally through aluer 913, in a proximal direction (see arrow 916) opposite the direction of introduction of the guidewire into the patient, and advanced, leading to the proximal end of the instrument, into a channel defined between the wheels of thedrive assembly 915. Once the microcatheter proximal end (not shown) is attached to theluer 913, the guidewire can be advanced distally to enter the lumen of the microcatheter.

使用時に、いくつかの実施形態では、分岐部９０７を通じて注入される流体９１７が、コネクタのシール９１９に到達し、次いで、マイクロカテーテルの内腔に入るために、向きを変えられ、ステム９０３を通して遠位方向に流される。場合によっては、デバイス全体が、いくつかの実施形態では、使い捨てであるために、流体が駆動アセンブリによる器具の操作を実質的に妨害しないレベルにとどまる限り、少量の流体が駆動アセンブリの近くに進入し、ホイールに接触することさえ許容されてもよい。In use, in some embodiments, fluid 917 injected through thebifurcation 907 reaches the seal 919 of the connector and is then redirected and flushed distally through thestem 903 to enter the lumen of the microcatheter. In some cases, because the entire device is, in some embodiments, disposable, a small amount of fluid may be tolerated entering the vicinity of the drive assembly and even contacting the wheel, so long as the fluid remains at a level that does not substantially interfere with the operation of the instrument by the drive assembly.

レール機構
図１０Ａ～図１０Ｃは、いくつかの実施形態による、組み立てられた器具と共にロボットデバイスをスライド移動させるためのレール機構を示す。 Rail Mechanism FIGS. 10A-10C show a rail mechanism for sliding a robotic device with an assembled instrument, according to some embodiments.

いくつかの実施形態では、デバイス１００１は、全体として、デバイスに装填された器具を含めて、細長いレール１００５に対して直線的にスライドするデバイスを提供するレール機構を備え、またはそのレール機構に取り付けられている。いくつかの実施形態では、レールの長さ１００７は２～７ｃｍの長さであり、ロボットデバイスは、その長さに沿ってレール上を前後にスライドするように構成されている。In some embodiments, thedevice 1001 as a whole includes or is attached to a rail mechanism that provides for the device, including an instrument loaded onto the device, to slide linearly along anelongated rail 1005. In some embodiments, thelength 1007 of the rail is between 2-7 cm long, and the robotic device is configured to slide back and forth on the rail along its length.

いくつかの実施形態では、デバイス１００１のハウジング１００９は、支持固定具１０１３の１つ以上の指定された凹部内に嵌合する１つ以上の突起１０１１を含む。いくつかの実施形態では、支持固定具はレールを備える。代替として、レールはデバイスハウジングの一部として含まれており、レールに対してデバイスがスライドしている間、突起は、その凹部内でスライドする。一実施例では、突起は、スロット状凹部内に受容されている。いくつかの実施形態では、レール上でのデバイスのスライド移動はギア１０１２によって作動させられ、このギアの回転は、デバイス内のモータ及び／または外部モータによって駆動されてもよい。In some embodiments, thehousing 1009 of thedevice 1001 includes one ormore protrusions 1011 that fit into one or more designated recesses in thesupport fixture 1013. In some embodiments, the support fixture comprises a rail. Alternatively, the rail is included as part of the device housing, and the protrusions slide within the recesses while the device is slid relative to the rail. In one example, the protrusions are received within a slot-like recess. In some embodiments, the sliding movement of the device on the rail is actuated by agear 1012, the rotation of which may be driven by a motor within the device and/or an external motor.

いくつかの実施形態では、患者に対してデバイスを保持する支持固定具に対するデバイス１００１のスライド移動は、デバイスに装填される１つ以上の器具の位置を、患者の身体に対して、例えば、身体へのエントリポイントに対して、微調整することを提供する。In some embodiments, sliding movement of thedevice 1001 relative to a support fixture that holds the device relative to the patient provides fine adjustment of the position of one or more instruments loaded onto the device relative to the patient's body, e.g., relative to an entry point into the body.

いくつかの実施形態では、１つ以上のセンサは、例えば、デバイスをさらにレール上で前進または後進させることができる範囲の表示をもたらすために、レール上でのデバイスの相対的な軸方向ポジションを検出するように配置されかつ構成される。例えば、１つ以上の光学センサが、レール１００５及び／または支持固定具１０１３上に配置されている。いくつかの実施形態では、デバイスハウジングと支持固定具との間の取り付け部は、例えばデバイスのホーミングポジションがレールの中心に位置するようにして、レールに沿った両方向の移動を可能にするように、レールに対してデバイスを位置合わせする。In some embodiments, one or more sensors are positioned and configured to detect the relative axial position of the device on the rail, e.g., to provide an indication of the extent to which the device can be moved further forward or backward on the rail. For example, one or more optical sensors are positioned on therail 1005 and/or thesupport fixture 1013. In some embodiments, the attachment between the device housing and the support fixture aligns the device with respect to the rail, e.g., such that the homing position of the device is centered on the rail, allowing movement in both directions along the rail.

器具の検出及びポジショニングの方法
図１１Ａは、いくつかの実施形態による、ロボットデバイスのその指定されたチャネルにおける細長器具の基準ポジションを設定するための方法のフローチャートである。Methods for Instrument Detection and Positioning FIG. 11A is a flowchart of a method for setting a reference position of an elongated instrument in its designated channel of a robotic device, according to some embodiments.

いくつかの実施形態では、ロボットデバイスは１つ以上のセンサ、例えば、デバイスに装填された器具の存在及び／または相対ポジションを検出するように構成されたセンサを備える。いくつかの実施形態では、１つ以上のセンサは、器具が受容されるチャネルに沿って配置されている。任意選択的に、複数のセンサ（例えば、光学センサ）は、チャネルに沿った複数の軸方向ポジション、及び／またはチャネルの複数の周方向ポジションに配置される。いくつかの実施形態では、例えば、容積が大きいチャネルの場合には、チャネルの総容積の異なる部分を覆うために、異なるセンサを設けることができる。In some embodiments, the robotic device includes one or more sensors, e.g., sensors configured to detect the presence and/or relative position of an instrument loaded into the device. In some embodiments, the one or more sensors are disposed along a channel in which the instrument is received. Optionally, multiple sensors (e.g., optical sensors) are disposed at multiple axial positions along the channel and/or multiple circumferential positions of the channel. In some embodiments, for example, in the case of a large volume channel, different sensors can be provided to cover different portions of the total volume of the channel.

いくつかの実施形態では、器具の存在検知は較正のために実行され、例えばチャネルの長軸に対する器具の基準軸方向ポジションを設定するために実行される。In some embodiments, instrument presence detection is performed for calibration purposes, e.g., to establish a reference axial position of the instrument relative to the long axis of the channel.

いくつかの実施形態では、１１０１において、細長器具がそのチャネル内に導入され、チャネル内の第１の軸方向ポジションへと（手動及び／または自動で）前進させられる。第１の軸方向ポジションでは、この器具（または器具の遠位端または近位端などの、器具の選択部分）の存在が、チャネルの１つ以上のセンサによって検出される。In some embodiments, at 1101, an elongated instrument is introduced into the channel and advanced (manually and/or automatically) to a first axial position within the channel, where the presence of the instrument (or a selected portion of the instrument, such as a distal or proximal end of the instrument) is detected by one or more sensors in the channel.

次いで、ステップ１１０３では、器具は、器具がもはやセンサ（複数可）によって検出されない第２のポジションへ前進または後退させられる。いくつかの実施形態では、器具を第１のポジションから第２のポジションへ移動させるために必要とされるモータ回転数が、例えばモータのエンコーダによって計数される。Then, instep 1103, the instrument is advanced or retracted to a second position where the instrument is no longer detected by the sensor(s). In some embodiments, the number of motor revolutions required to move the instrument from the first position to the second position is counted, for example by an encoder on the motor.

ステップ１１０５では、第２のポジションが器具の基準位置として設定され、ステップ１１０７では、第２のポジションを基準として用いて、第１のポジションから第２のポジションへ器具を移動させるために必要とされる測定された作動に基づき、例えば計数されたモータ回転数に基づき、チャネル内の器具の直線移動を制御することができる。Instep 1105, the second position is set as a reference position for the instrument, and instep 1107, the second position can be used as a reference to control linear movement of the instrument within the channel based on the measured actuations required to move the instrument from the first position to the second position, e.g., based on the number of counted motor revolutions.

いくつかの実施形態では、器具の操作中に、器具を第１のポジションから第２のポジションへ移動させるために必要とされる、計数されたモータ回転数を使用して、基準位置からのまたは基準位置への器具の迅速な後退または前進が、計数された回転数を回転させるモータの自動作動によって行われ得る。例えばモータに、計数された回転数を回転させるように命令することによって行われる、器具の自動的な後退及び／または前進の潜在的な利点には、例えば手動で制御される前進または後退と比較して、より速い器具の移動が挙げられ得る。In some embodiments, during operation of the instrument, rapid retraction or advancement of the instrument from or to a reference position may be achieved by automatic actuation of the motor to rotate the counted number of revolutions using the counted number of motor revolutions required to move the instrument from a first position to a second position. Potential advantages of automatic retraction and/or advancement of the instrument, for example by commanding the motor to rotate the counted number of revolutions, may include faster movement of the instrument compared to, for example, manually controlled advancement or retraction.

いくつかの実施形態では、器具の自動前進が第２のポジションから第３のポジションにかけて実行され、第３のポジションが、第１のポジションの近位に位置していて、かつ第２のポジションから遠位に位置している。任意選択的に、器具の遠位端を第３のポジションへ至らせるために、例えば、器具を第１のポジションと第２のポジションとの間で移動させるのに必要とされる回転数の計数から所定の数を減らすことにより、モータに、計数された回転数未満で回転するように命令することによって、器具を自動的に前進させる。第１のポジションと第３のポジションとの間の距離は、例えば、１、２、３、４、６、８、または１０ｃｍ、または中間の距離、より長いもしくは短い距離であってよい。元の第１のポジションに対して近位である第３のポジションへ器具を戻すことの潜在的な利点は、安全性を考慮することにある。例えば、器具は、第３のポジションまでは比較的高速で自動的に患者内に前進して戻るが、医師は、関心点により近く、より高感度の環境を含み得る第３のポジションを越えて前進する速度及び量を制御する。In some embodiments, automatic advancement of the instrument is performed from a second position to a third position, the third position being proximal to the first position and distal to the second position. Optionally, the instrument is automatically advanced by commanding the motor to rotate less than the counted number of revolutions, e.g., by subtracting a predetermined number from the count of the number of revolutions required to move the instrument between the first and second positions, to bring the distal end of the instrument to the third position. The distance between the first and third positions may be, e.g., 1, 2, 3, 4, 6, 8, or 10 cm, or an intermediate distance, longer or shorter. A potential advantage of returning the instrument to a third position that is proximal to the original first position is for safety considerations. For example, the instrument is automatically advanced back into the patient at a relatively high speed up to the third position, but the physician controls the speed and amount of advancement beyond the third position, which may be closer to the point of interest and include a more sensitive environment.

いくつかの実施形態では、器具の自動前進は、器具の初期ポジション及び／または現在ポジションにかかわらず、任意選択的に設定される所定の軸方向距離までである。例えば、器具の自動後退に続いて、器具を前進させるためのコマンド信号が、設定された所定の距離だけ器具を遠位方向に移動させることになる。任意選択的に、設定される所定の距離は、移動させられる器具と共にテレスコピックに使用される１つ以上の他の器具に応じて、例えばそれらの長さに応じて決定される。一実施例では、ガイドワイヤは、例えば利用可能な最短のマイクロカテーテル長さである、例えば１メートルの所定の距離だけ前進するように設定される。器具を前進させるために所定の距離を設定することの潜在的な利点には、第１の器具が貫通して延びている第２の器具の遠位端を越えて器具が前進させられる（または予め設定された距離を超えて前進させられない）状況を低減しまたは防止することが挙げられ得る。In some embodiments, the automatic advancement of the instrument is up to a predetermined axial distance, optionally set, regardless of the initial and/or current position of the instrument. For example, following automatic retraction of the instrument, a command signal to advance the instrument will move the instrument distally by the set predetermined distance. Optionally, the set predetermined distance is determined depending on one or more other instruments to be used telescopically with the instrument being moved, e.g., depending on their lengths. In one example, the guidewire is set to advance a predetermined distance, e.g., one meter, e.g., the shortest microcatheter length available. Potential benefits of setting a predetermined distance for advancing the instrument may include reducing or preventing situations in which the instrument is advanced beyond the distal end of a second instrument through which the first instrument extends (or is not advanced beyond a preset distance).

いくつかの実施形態では、器具の前進及び後退がコネクタのポジションで行われる。一実施例では、ガイドワイヤは、マイクロカテーテルの内腔内への流体（例えば、造影剤）の注入を可能にするために後退され、注入に続いて、ガイドワイヤは、マイクロカテーテルの内腔内に再び前進する。そのような例示的な構成では、器具の自動的な後退及び前進により、注入プロセスが加速され、促進され得る。In some embodiments, advancement and retraction of the instrument occurs at the connector position. In one example, the guidewire is retracted to allow injection of a fluid (e.g., contrast agent) into the lumen of the microcatheter, and following injection, the guidewire is advanced again into the lumen of the microcatheter. In such an exemplary configuration, automatic retraction and advancement of the instrument may accelerate and facilitate the injection process.

図１１Ｂは、第１のポジションにある器具１１０９を概略的に示しており、この器具は、チャネル１１１３の１つ以上のセンサ１１１１によって検出される。図１１Ｃは、第２のポジションにある器具１１０９を概略的に示しており、そこでは、器具１１０９は、１つ以上のセンサ１１１１によってもはや検出されない。FIG. 11B shows a schematic of theinstrument 1109 in a first position, where the instrument is detected by one ormore sensors 1111 in thechannel 1113. FIG. 11C shows a schematic of theinstrument 1109 in a second position, where theinstrument 1109 is no longer detected by one ormore sensors 1111.

小型ロボットデバイスに細長手術器具を装填する例示的な方法
図１２は、いくつかの実施形態による、細長手術器具（複数可）を小型ロボットデバイスに装填する方法のフローチャートである。 Exemplary Methods of Loading an Elongated Surgical Instrument onto a Miniature Robotic Device FIG. 12 is a flowchart of a method of loading an elongated surgical instrument(s) onto a miniature robotic device, according to some embodiments.

いくつかの実施形態では、外科的処置を実施するより前に、小型ロボットデバイスには１つ以上の細長手術器具が装填され、この器具はその後、デバイスによって操作される。In some embodiments, prior to performing a surgical procedure, the miniature robotic device is loaded with one or more elongated surgical instruments, which are then manipulated by the device.

以下の方法は、デバイスを装填するための一実施例である。各ステップは手動で（例えば医師、外科医、看護師または他の臨床医によって）、またはいくつかの実施形態では自動的に行われ得ることに留意されたい。The following method is one example for loading the device. Note that each step may be performed manually (e.g., by a doctor, surgeon, nurse or other clinician) or, in some embodiments, automatically.

いくつかの実施形態では、ガイドワイヤ部分が、デバイスの指定されたチャネルに導入され（１２０３）、例えばガイドワイヤの近位部分に導入される。いくつかの実施形態では、ガイドワイヤのより遠位部分は、任意選択でガイドワイヤ遠位端を含めて、マイクロカテーテルの内腔に導入される（１２０３）。次いで、マイクロカテーテル近位端は、例えばデバイスハウジングに配置されたルアーにおいて、または別の適切なコネクタを介してデバイスに結合される（１２０５）。次いで、マイクロカテーテル部分がデバイスの指定されたチャネルに導入される（１２０７）。いくつかの実施形態では、マイクロカテーテルは、デバイスハウジングの外側において、例えばルアーに対するマイクロカテーテル近位端の接続部と、マイクロカテーテルのより遠位部分の、指定されたチャネルへのエントリ開口部との間において、湾曲部を形成する。In some embodiments, a guidewire portion is introduced (1203) into a designated channel of the device, e.g., a proximal portion of the guidewire. In some embodiments, a more distal portion of the guidewire, optionally including the guidewire distal end, is introduced (1203) into the lumen of the microcatheter. The microcatheter proximal end is then coupled to the device (1205), e.g., at a luer disposed on the device housing or via another suitable connector. The microcatheter portion is then introduced (1207) into the designated channel of the device. In some embodiments, the microcatheter forms a curve outside the device housing, e.g., between the connection of the microcatheter proximal end to the luer and the entry opening of the more distal portion of the microcatheter into the designated channel.

いくつかの実施形態では、ガイドカテーテルが使用される場合、マイクロカテーテル（その中にガイドワイヤを挿通させた状態で含む）はガイドカテーテルの内腔内に前進させられる（１２０９）。次いで、ガイドカテーテル近位端は、例えばデバイスハウジングに配置されたルアーにおいて、または別の適切なコネクタを介してデバイスに取り付けられる（１２１１）。In some embodiments, if a guide catheter is used, the microcatheter (including the guidewire threaded therethrough) is advanced into the lumen of the guide catheter (1209). The guide catheter proximal end is then attached to the device (1211), for example at a luer disposed on the device housing or via another suitable connector.

いくつかの実施形態では、デバイスの装填は、まず最初にデバイスアセンブリと接触させるようにガイドワイヤを導入し、次いで、全ての器具のテレスコピック配列のためのバックボーンとしてガイドワイヤを使用して追加の器具（例えば、マイクロカテーテル及びその後に任意選択でガイドカテーテル）を導入することを含む。いくつかの実施形態では、ガイドワイヤは、追加の器具と共に、ロボットシステム内部の指定されたチャネルに導入される導入器として機能する。いくつかの実施形態では、図１２の実施例に詳述されているように、ガイドワイヤは、最初にその指定されたチャネルに導入され、その後、追加の器具をそのチャネルに導くために使用される。代替として、ガイドワイヤは、先ず、その遠位端部を用いて追加の器具を導入するために使用され、その後でのみ、ガイドワイヤは、その近位端部を通して、それ自体の指定されたスペース内に挿通される。In some embodiments, loading the device involves first introducing a guidewire into contact with the device assembly, and then introducing additional instruments (e.g., a microcatheter and then optionally a guide catheter) using the guidewire as a backbone for the telescopic arrangement of all instruments. In some embodiments, the guidewire serves as an introducer that is introduced into a designated channel inside the robotic system along with the additional instruments. In some embodiments, as detailed in the example of FIG. 12, the guidewire is first introduced into the designated channel and then used to guide the additional instruments into the channel. Alternatively, the guidewire is first used to introduce the additional instruments with its distal end, and only then is the guidewire threaded through its proximal end into its own designated space.

いくつかの実施形態では、ユーザが、例えば、デバイスアセンブリによって駆動される器具の直線移動及び／または回転を制御することにより、デバイス（１２１３）に装填された器具の操作を制御する。いくつかの実施形態では、制御は、例えば、リモートコントロール、コンソールなどを介して、遠隔で行われる。In some embodiments, a user controls the operation of an instrument loaded into the device (1213), e.g., by controlling the translation and/or rotation of the instrument driven by the device assembly. In some embodiments, control is performed remotely, e.g., via a remote control, console, etc.

記載された装填方法は一実施例としてのみ提供されており、記載されたステップは異なる順序で実行されてもよく、及び／または異なるステップが実行されるようになることに留意されたい。いくつかの実施形態では、ステップのうちのいくつかは手動で行われ、及び／またはユーザによって補助されるのに対し、所望のポジション及び／または向きへのステップのうちのいくつか（例えば器具を前進させる、後退させる及び／またはロールさせる）はデバイスによって自動的に行われる。It should be noted that the loading method described is provided as an example only, and that the steps described may be performed in a different order and/or different steps may be performed. In some embodiments, some of the steps are performed manually and/or assisted by a user, while some of the steps (e.g., advancing, retracting and/or rolling the instrument) to the desired position and/or orientation are performed automatically by the device.

例示的なガイドカテーテルアセンブリ
図１３は、いくつかの実施形態による、ガイドカテーテルを小型ロボットデバイスに結し、小型ロボットデバイスを使用してガイドカテーテルを移動させるためのアセンブリの例である。Exemplary Guide Catheter Assembly FIG. 13 is an example of an assembly for connecting a guide catheter to a miniature robotic device and using the miniature robotic device to move the guide catheter, according to some embodiments.

いくつかの実施形態では、ガイドカテーテルが、ロボットデバイスに、デバイスハウジング外部で結合されているが、ガイドカテーテルを操作するためのアセンブリは、少なくとも部分的にデバイスハウジングの内部に配置されている。いくつかの実施形態では、ガイドカテーテルアセンブリは、ロボットデバイスへのアドオンとして構成されている。代替として、ガイドカテーテルアセンブリはデバイスと一体である。In some embodiments, the guide catheter is coupled to the robotic device external to the device housing, while an assembly for manipulating the guide catheter is disposed at least partially inside the device housing. In some embodiments, the guide catheter assembly is configured as an add-on to the robotic device. Alternatively, the guide catheter assembly is integral to the device.

いくつかの実施形態では、ガイドカテーテル１３０１の近位端部は、例えばルアー１３０３を介して、デバイスハウジングに接続されている。In some embodiments, the proximal end of theguide catheter 1301 is connected to the device housing, for example via aluer 1303.

いくつかの実施形態では、ルアーは１つ以上のギア１３０５に結合されており、ギア１３０５は、モータ１３０７によって作動させられると、ルアーの回転を起こして、ガイドカテーテルをロールさせる。In some embodiments, the luer is coupled to one ormore gears 1305 that, when actuated by amotor 1307, cause the luer to rotate and roll the guide catheter.

いくつかの実施形態では、ルアー１３０３のみがハウジングの外部に延在しているのに対し、ガイドカテーテルの移動を駆動するための他の構成要素（例えばモータ、ギア）は、デバイスハウジングの容積内に、任意選択でマイクロカテーテルの駆動アセンブリに近接して、収納されている。In some embodiments, only theluer 1303 extends outside the housing, while other components for driving the movement of the guide catheter (e.g., motor, gears) are contained within the volume of the device housing, optionally in close proximity to the drive assembly of the microcatheter.

いくつかの実施形態では、ガイドカテーテルの直線移動（例えば前進及び／または後退）は、例えば（例えば図１０Ａ～図１０Ｃに示すように）レールに対するデバイスのスライド移動によって、デバイス全体を移動させることによって行われる。いくつかの実施形態では、レール上でのデバイスのスライド移動がモータ１３０９によって起こされる。In some embodiments, linear movement (e.g., advancement and/or retraction) of the guide catheter is accomplished by moving the entire device, for example, by sliding movement of the device on a rail (e.g., as shown in Figures 10A-10C). In some embodiments, the sliding movement of the device on the rail is driven by amotor 1309.

いくつかの実施形態では、コネクタ１３１１がルアー１３０３と連通するように配置されて、例えば、ルアーを介してガイドカテーテルの内腔内に流体を注入することを可能にする。いくつかの実施形態では、コネクタは、デバイスハウジング（図示せず）に組み込まれており、コネクタの分岐部分のみがハウジングから外側に向かって延在している。In some embodiments, theconnector 1311 is disposed in communication with theluer 1303, for example to allow for fluid to be injected into the lumen of the guide catheter via the luer. In some embodiments, the connector is integrated into the device housing (not shown), with only the branched portion of the connector extending outwardly from the housing.

いくつかの実施形態では、他の材料（例えば造影剤）を（例えば注入によって）導入するために、ガイドワイヤ及び／またはマイクロカテーテルなどの器具がガイドカテーテルの内腔から後退して、ガイドカテーテル内腔を解放したときを識別するように、光学センサ１３１３などの１つ以上のセンサが配置されかつ構成されている。In some embodiments, one or more sensors, such asoptical sensor 1313, are positioned and configured to identify when an instrument, such as a guidewire and/or microcatheter, is retracted from the guide catheter lumen, freeing the guide catheter lumen for the introduction (e.g., by injection) of other materials (e.g., contrast agents).

図１４は、いくつかの実施形態による、２つ以上の細長手術器具を操作するように構成されたロボットデバイスの概略ブロック図である。FIG. 14 is a schematic block diagram of a robotic device configured to manipulate two or more elongated surgical instruments, according to some embodiments.

いくつかの実施形態では、ロボットデバイスのハウジング２７０１の壁は、細長手術器具用の２７０５、２７０７などの少なくとも２つの別個の通路（チャネル）が画定された内部容積２７０３を画定する。いくつかの実施形態では、通路は、内部容積を横切って、例えば、壁２７０９及び壁２７１１などのハウジングの２つの対向する壁の間を延在している。任意選択的に、ハウジングは、例えば実質的に矩形の断面プロファイルを有する細長い形状に成形されており、通路は、ハウジングの長さに沿って延びている。In some embodiments, the walls of thehousing 2701 of the robotic device define aninterior volume 2703 in which at least two separate passageways (channels), such as 2705, 2707, for elongated surgical instruments are defined. In some embodiments, the passageways extend across the interior volume, for example between two opposing walls of the housing, such aswall 2709 andwall 2711. Optionally, the housing is shaped in an elongated shape, for example having a substantially rectangular cross-sectional profile, and the passageways extend along the length of the housing.

いくつかの実施形態では、各通路は、ハウジングの壁に形成された入口開口部と、ハウジングの対向する壁に形成された出口開口部との間に延びている。図示の例では、通路２７０５は、壁２７０９に形成された入口開口部２７１３と、壁２７１１に形成された出口開口部２７１５との間に延びており、通路２７０７は、壁２７１１に形成された入口開口部２７１７と、壁２７０９に形成された出口開口部２７１９との間に延びている。In some embodiments, each passageway extends between an inlet opening formed in a wall of the housing and an outlet opening formed in an opposing wall of the housing. In the illustrated example,passageway 2705 extends between inlet opening 2713 formed inwall 2709 andoutlet opening 2715 formed inwall 2711, andpassageway 2707 extends between inlet opening 2717 formed inwall 2711 andoutlet opening 2719 formed inwall 2709.

いくつかの実施形態では、ハウジングの壁に形成された開口部は、この開口部を通過する手術器具に応じて、成形され及び／またはサイズ決めされる。例えば丸みを帯びた（例えば円形の）開口部は、例えばガイドワイヤまたはマイクロカテーテルなどの円筒状の器具を嵌め込むためにサイズ決めされており、この場合、開口部直径は、任意選択的に、器具の直径よりも、５％以下、１０％以下、２５％以下、または中間の割合、より大きいもしくはより小さい割合だけ大きい。いくつかの実施形態では、開口部は、２つ以上の器具を通過させるためのサイズを有する。任意選択的に、開口部プロファイルは、楕円形（例えば、楕円体）、長方形、スロット形状及び／または他の形状である。いくつかの実施形態では、１つの細長いスロットが、両方の内部通路のための開口部として機能する。In some embodiments, the openings formed in the walls of the housing are shaped and/or sized according to the surgical instruments that will pass through them. For example, a rounded (e.g., circular) opening is sized to accommodate a cylindrical instrument, such as a guidewire or microcatheter, where the opening diameter is optionally 5% or less, 10% or less, 25% or less, or an intermediate percentage, greater or less, larger than the instrument diameter. In some embodiments, the openings are sized to pass two or more instruments. Optionally, the opening profile is elliptical (e.g., ellipsoidal), rectangular, slot-shaped, and/or other shapes. In some embodiments, one elongated slot serves as the opening for both internal passages.

いくつかの実施形態では、単一の器具が入口開口部を通ってハウジングの内部容積内に入り、それぞれの出口開口部を通ってハウジングから出る。代替的または追加的に、いくつかの実施形態では、テレスコピック配列された複数の器具（例えばマイクロカテーテルの内部内腔内に設けられたガイドワイヤなどの２つの器具）が、同じ入口開口部を共に通過し、それぞれの出口開口部を通って共にハウジングから出る。したがって、このような例においては、第１の器具は、第１の内部通路を通過し、ハウジングから出て第２の器具の内腔内へ入り、両器具のテレスコピックアセンブリは、第２の内部通路を通過する。いくつかの実施形態では、器具のテレスコピック配列は、例えば、各ガイドワイヤ及び迅速交換カテーテルが、独立して、内部通路内に位置しているそれぞれの作動アセンブリを通過した後に、ガイドワイヤと接合することができる迅速交換カテーテルの場合、両方の器具がその内部通路を通過した後に、ハウジングの外側で行われる。In some embodiments, a single instrument enters the interior volume of the housing through the entrance opening and exits the housing through the respective exit opening. Alternatively or additionally, in some embodiments, multiple telescopically arranged instruments (e.g., two instruments, such as a guidewire disposed within the internal lumen of a microcatheter) pass through the same entrance opening together and exit the housing together through their respective exit openings. Thus, in such an example, a first instrument passes through a first internal passageway and exits the housing into the lumen of a second instrument, with the telescopic assemblies of both instruments passing through the second internal passageway. In some embodiments, the telescopic arrangement of the instruments is performed outside the housing after both instruments have passed through its internal passageway, for example in the case of a rapid exchange catheter that can be mated with a guidewire after each guidewire and rapid exchange catheter have passed through their respective working assemblies independently located within the internal passageway.

いくつかの実施形態では、通路は、同様の平面に延在し、例えば、同様の水平面、同様の垂直面、ハウジングの壁の間を対角線方向に延在する同様の平面に延在する。いくつかの実施形態では、通路は平行な軸に沿って延在している。平行軸間の距離２７２１は、例えば、３～１２ｃｍ、２～１０ｃｍ、５～９ｃｍ、または中間の距離、より長いもしくはより短い距離の範囲にあってよい。In some embodiments, the passages extend in similar planes, e.g., similar horizontal planes, similar vertical planes, similar planes extending diagonally between the walls of the housing. In some embodiments, the passages extend along parallel axes. Thedistance 2721 between the parallel axes may be in the range of, e.g., 3-12 cm, 2-10 cm, 5-9 cm, or intermediate, longer or shorter distances.

代替的に、いくつかの実施形態では、通路は平行ではなく、例えば、１つの通路が反対側の壁の間に直接延在し、別の通路は斜めのまたは他の間接的なルートを取る。Alternatively, in some embodiments, the passages are not parallel; for example, one passage extends directly between opposing walls and another passage takes a diagonal or other indirect route.

いくつかの実施形態では、開口部位置を除いて、ハウジングは封止されている。任意選択的に、ハウジングは、取り外し可能または移動可能なカバーまたは蓋を含む。いくつかの実施形態では、ハウジングは、少なくとも部分的に開放しており、例えば、上面を有しないボックスとして成形されている。In some embodiments, the housing is sealed except at the opening location. Optionally, the housing includes a removable or removable cover or lid. In some embodiments, the housing is at least partially open, e.g., shaped as a box without a top.

いくつかの実施形態では、器具を操作し、及び／または器具の動きを駆動するように器具に係合する全ての構成要素は、ハウジングの内部容積内に完全に包み込まれ、これらの構成要素の少なくとも一部は、器具のために画定された通路に沿って配置される。いくつかの実施形態では、これらの構成要素は、作動アセンブリ、例えば器具移動要素（例えば駆動ホイール）を含む。In some embodiments, all components that manipulate the instrument and/or engage the instrument to drive its movement are fully enclosed within the interior volume of the housing, with at least a portion of these components disposed along a path defined for the instrument. In some embodiments, these components include an actuation assembly, e.g., an instrument movement element (e.g., a drive wheel).

いくつかの実施形態では、図示のように、複数のモータ２７２２、２７２３は、作動アセンブリを駆動するように構成されており、例えば、各アセンブリの器具可動要素２７２５（例えばホイール）を駆動するように構成されている。いくつかの実施形態では、モータ及び器具可動要素は、器具のために画定された通路に沿って配置されている。いくつかの実施形態では、２つの（またはより多くの）通路の作動アセンブリは、並列に整列されている。整列された作動アセンブリが並列に整列されている場合の潜在的な利点には、対向する壁２７３３、２７３５の間の短いまたは最小限の距離２７２８（任意選択的にデバイスの幅または高さである）を可能にすることが含まれ得る。一実施例では、距離２７２８は、１５ｃｍ、１２ｃｍ、１０ｃｍ、または中間の距離、より長いもしくはより短い距離よりも小さい。In some embodiments, as shown,multiple motors 2722, 2723 are configured to drive the actuation assemblies, e.g., configured to drive the instrument moving elements 2725 (e.g., wheels) of each assembly. In some embodiments, the motors and instrument moving elements are arranged along a path defined for the instrument. In some embodiments, the actuation assemblies of two (or more) paths are aligned in parallel. Potential advantages of aligned actuation assemblies aligned in parallel may include allowing for a short or minimal distance 2728 (optionally the width or height of the device) between opposingwalls 2733, 2735. In one example, thedistance 2728 is less than 15 cm, 12 cm, 10 cm, or an intermediate distance, longer or shorter.

いくつかの実施形態では、２つ以上の通路の作動アセンブリは、同様の軸方向範囲を有する（または特定の軸方向範囲を超えて延びない）。作動アセンブリが特定の軸方向範囲を超えて延在しないように、作動アセンブリが互いに関して配置され及び／またはサイズ決めされていることの潜在的な利点には、壁２７０９と壁２７１１との間の距離２７３０（任意選択的にデバイス長である）を、移動駆動構成要素を収めるために必要な最小限の軸方向範囲に維持することができることが含まれ得る。一実施例では、距離２７３０は、１０ｃｍ、７ｃｍ、１２ｃｍ、または中間の距離、より長いもしくはより短い距離よりも小さい。いくつかの実施形態では、デバイスのコンパクト設計を容易にするために、複数のモータ２７２２、２７２３もまた、作動アセンブリの軸方向範囲内に、かつ作動アセンブリの近傍に配置される。作動アセンブリに近接し、作動アセンブリの少なくとも一部と潜在的に接触するモータ（複数可）を配置する能力は、例えば、作動アセンブリ、モータ（複数可）、及び操作される手術器具の間にバリア（例えば、滅菌保護またはシールド）が必要とされないことにより提供される。In some embodiments, the actuation assemblies of two or more passages have similar axial extents (or do not extend beyond a particular axial extent). Potential advantages of the actuation assemblies being positioned and/or sized relative to one another such that they do not extend beyond a particular axial extent may include being able to maintain the distance 2730 (optionally the device length) between thewalls 2709 and 2711 at a minimum axial extent required to accommodate the movement drive components. In one example, thedistance 2730 is less than 10 cm, 7 cm, 12 cm, or an intermediate distance, longer or shorter. In some embodiments, to facilitate a compact design of the device,multiple motors 2722, 2723 are also positioned within the axial extent of and in close proximity to the actuation assembly. The ability to position the motor(s) in close proximity to and potentially in contact with at least a portion of the actuation assembly is provided, for example, by not requiring a barrier (e.g., a sterile guard or shield) between the actuation assembly, the motor(s), and the surgical instrument being operated.

いくつかの実施形態では、２つ以上の通路の作動アセンブリは、ハウジングの壁によって画定された同じ共有された内部容積内に配置されている。いくつかの実施形態では、２つ以上の通路の移動駆動構成要素の間にバリア（例えば、内壁、シールド、ドレープなど）は存在しない。いくつかの実施形態では、作動アセンブリと、この作動アセンブリによって操作される器具との間にバリア（例えば内壁、シールド、ドレープなど）は存在しない。In some embodiments, the actuation assemblies of the two or more passageways are disposed within the same shared interior volume defined by the walls of the housing. In some embodiments, there is no barrier (e.g., interior walls, shields, drapes, etc.) between the movement drive components of the two or more passageways. In some embodiments, there is no barrier (e.g., interior walls, shields, drapes, etc.) between the actuation assembly and the instrument operated by the actuation assembly.

代替的に、いくつかの実施形態では、部分的な隔壁またはバリアが設けられている。例えば、デバイスハウジングは、内部容積を完全には塞がない内壁または突起を有してもよく、これにより、通路の少なくともいくつかの領域を互いに連通させたままにする。Alternatively, in some embodiments, a partial partition or barrier is provided. For example, the device housing may have an interior wall or protrusion that does not completely block the interior volume, thereby leaving at least some regions of the passages in communication with each other.

いくつかの実施形態では、内部通路の作動アセンブリ（例えば、器具が受容されるシャフト及び／または器具の直線移動を駆動するホイールを含む作動アセンブリ）は、異なる内部通路、例えば、隣接する通路の作動アセンブリに露出される。In some embodiments, the actuation assembly of an internal passage (e.g., the actuation assembly including the shaft in which the instrument is received and/or the wheels that drive the linear movement of the instrument) is exposed to the actuation assembly of a different internal passage, e.g., an adjacent passage.

いくつかの実施形態では、複数の通路の作動アセンブリは、シャーシ上に互いに配列され、保持されている。任意選択的に、シャーシは露出され、その周囲に開放され、例えばハウジングが設けられていない。In some embodiments, the actuation assemblies of the multiple passages are arranged and held together on a chassis. Optionally, the chassis is exposed and open to its surroundings, e.g., no housing is provided.

いくつかの実施形態では、通路の作動アセンブリは、内部通路内での器具の移動を、例えば、通路内に受容された器具の横方向の移動を制限して、少なくとも部分的に制限する。例えば、細長い通路によって画定された概念的な限界からの器具の移動が制限される。いくつかの実施形態では、器具は、通路に向かわされ、例えば、細長いシャフトのスロット内に受容される。代替的または追加的に、通路は、対向するホイールの複数の対の間に生成された経路によって画定される。In some embodiments, the actuation assembly of the passageway at least partially limits the movement of the instrument within the internal passageway, e.g., by limiting lateral movement of the instrument received within the passageway. For example, the movement of the instrument is limited from a notional limit defined by the elongated passageway. In some embodiments, the instrument is directed into the passageway, e.g., received within a slot in the elongated shaft. Alternatively or additionally, the passageway is defined by a path created between multiple pairs of opposing wheels.

いくつかの実施形態では、通路を通って延びることに加え、器具は、１つ以上の追加的な固定位置（本明細書では「固定箇所」、「係合箇所」とも呼ばれる）においてデバイスに係合する。いくつかの実施形態では、固定位置は、ハウジングの外側、ハウジングの内側、または一部がハウジングの内側及び一部がハウジングの外側に配置されたホルダ（２７２７、２７２９など）を備える。いくつかの実施形態では、固定位置が器具をハウジング及び／または１つ以上の他の器具に結合する。例えば、固定位置２７２９において、通路２７０５（例えば、ガイドワイヤ）を通って延在する第１の細長手術器具２７３１が、固定位置２７２９でハウジングに連結された第２の細長手術器具２７３３（例えば、マイクロカテーテル）の内部内腔に入る。いくつかの実施形態では、器具２７３１の近位端部は、固定位置２７２７においてハウジングに結合されている。In some embodiments, in addition to extending through the passageway, the instrument engages the device at one or more additional fixed locations (also referred to herein as "fixed points" or "engagement points"). In some embodiments, the fixed locations comprise holders (e.g., 2727, 2729) located on the outside of the housing, inside the housing, or partially inside the housing and partially outside the housing. In some embodiments, the fixed locations couple the instrument to the housing and/or one or more other instruments. For example, atfixed location 2729, a first elongatedsurgical instrument 2731 extending through passageway 2705 (e.g., a guidewire) enters an internal lumen of a second elongated surgical instrument 2733 (e.g., a microcatheter) coupled to the housing at fixedlocation 2729. In some embodiments, the proximal end ofinstrument 2731 is coupled to the housing at fixedlocation 2727.

いくつかの実施形態では、固定位置２７２７は、器具２７３１の近位ハンドル、例えば、曲げ及び／または剛性の観点から器具の遠位部分を操作するハンドルを収納するように成形され、構成されている。いくつかの実施形態では、付加的なモータ（図示せず）が、２つの位置を通って器具２７３１を回転させるように構成されており、そのうちの一方は（例えば固定位置２７２７における）器具のハンドルであり、他方は器具のより遠位の領域である。例えば、器具２７３１の一部分に関連づけられた作動アセンブリを回転させることにより、器具２７３１を回転させるように構成されたモータもまた、任意選択的にギアシステムを介して、器具のハンドルに動作可能なように接続されている。したがって、モータは、これら２つの別個の位置から器具を同時に回転させるように構成されている。器具に沿った２つの異なる位置において同じモータによるロール移動を開始するための利点には、器具に加えられるトルクを高めることと、作動アセンブリに見られる器具の把持位置における器具の滑りのリスクを排除することとが含まれ得る。In some embodiments, the fixedlocation 2727 is shaped and configured to accommodate a proximal handle of theinstrument 2731, e.g., a handle that manipulates a distal portion of the instrument in terms of bending and/or stiffness. In some embodiments, an additional motor (not shown) is configured to rotate theinstrument 2731 through two positions, one of which is the handle of the instrument (e.g., at the fixed location 2727) and the other of which is a more distal region of the instrument. For example, a motor configured to rotate theinstrument 2731 by rotating an actuation assembly associated with a portion of theinstrument 2731 is also operably connected to the handle of the instrument, optionally via a gear system. Thus, the motor is configured to rotate the instrument from these two separate positions simultaneously. Advantages for initiating a roll movement by the same motor at two different positions along the instrument may include increasing the torque applied to the instrument and eliminating the risk of slippage of the instrument at the gripping position of the instrument found in the actuation assembly.

いくつかの実施形態では、（２７２７などの）器具とハウジングとの固定位置及び（２７１３などの）器具を内部容積に導く入口開口部は、ハウジングの同じ壁に位置しており、そのため、ハウジングの外側にある器具のセクションが、曲線、例えばＵ字曲線を形成する。いくつかの実施形態では、Ｕ字型曲線の範囲は動的に調整可能である。任意選択的に、器具を（器具可動要素、例えばホイールなどを介して）直線的に移動させることにより、ハウジングの壁の外側に対するＵ字形曲線の範囲が変化する。In some embodiments, the fixed location of the instrument to the housing (e.g., 2727) and the inlet opening that introduces the instrument to the interior volume (e.g., 2713) are located in the same wall of the housing, so that the section of the instrument that is outside the housing forms a curve, e.g., a U-curve. In some embodiments, the extent of the U-curve is dynamically adjustable. Optionally, linearly moving the instrument (via an instrument moving element, e.g., a wheel, etc.) changes the extent of the U-curve relative to the outside of the housing wall.

いくつかの実施形態では、曲線は、デバイスハウジングの同じ壁からデバイスハウジングの同じ壁まで延びる経路に沿って画定されている。In some embodiments, the curve is defined along a path that extends from the same wall of the device housing to the same wall of the device housing.

図示の例では、ハウジングは鋭角及び直線のエッジ壁を有しているが、例えば丸みを帯びたコーナー、湾曲した壁などを含む他の構成もまた企図される。In the illustrated example, the housing has sharp edges and straight edge walls, however other configurations are also contemplated including, for example, rounded corners, curved walls, etc.

いくつかの実施形態では、各通路の（例えばモータによる）作動アセンブリの作動は、コントローラ２７３５によって制御される。いくつかの実施形態では、各通路の構成要素は、独立して、さらに同期するようにして制御される。In some embodiments, the actuation of the actuation assemblies (e.g., by motors) of each passage is controlled by acontroller 2735. In some embodiments, the components of each passage are controlled independently and in a synchronized manner.

いくつかの実施形態では、コントローラ２７３５は外部のデバイスによってリモート制御され、例えば本明細書に記載されているようなリモートコントロールデバイスによってリモート制御される。In some embodiments, thecontroller 2735 is remotely controlled by an external device, such as a remote control device as described herein.

図１５は、いくつかの実施形態による、非限定的に、ガイドワイヤ及びマイクロカテーテルなど、テレスコピック配列するように構成された２つ以上の細長手術器具を操作するためのロボットデバイスを概略的に示しており、第１の細長器具が第２の細長器具の内腔内に少なくとも部分的に延在している。FIG. 15 illustrates a schematic diagram of a robotic device for manipulating two or more elongated surgical instruments configured for telescopic arrangement, such as, but not limited to, a guidewire and a microcatheter, according to some embodiments, where a first elongated instrument extends at least partially within the lumen of a second elongated instrument.

いくつかの実施形態では、ロボットデバイス２８０１は、ハウジング２８０３を含んでおり、このハウジング２８０３は、複数の壁で構成されており、これらの壁はそれらの間に内部容積２８０５を形成する。いくつかの実施形態では、２つ以上の内部通路は、内部容積の内側に延びており、これにより、デバイスによって受容され、操作される器具２８１０、２８１３は、少なくとも部分的に内部通路に沿って延びている。In some embodiments, therobotic device 2801 includes ahousing 2803 that is comprised of a plurality of walls that define aninterior volume 2805 therebetween. In some embodiments, two or more interior passageways extend inside the interior volume such thatinstruments 2810, 2813 that are received and manipulated by the device extend at least partially along the interior passageways.

いくつかの実施形態では、各内部通路は、通路のポジションに配置された、例えば通路の少なくとも一部に沿って軸方向に延びる作動アセンブリを含む。いくつかの実施形態では、２８０６、２８０７などの作動アセンブリは、器具を直線移動させるように構成されており、例えば、器具を前進及び／または後退させるように構成された１つ以上のホイールである。代替的または追加的に、２８０６などの作動アセンブリは、例えば、器具をその間に把持するホイールセットを回転させることによって、器具をロールさせるようにして移動させるように構成されている。In some embodiments, each internal passage includes an actuation assembly disposed at a position in the passage, e.g., extending axially along at least a portion of the passage. In some embodiments, the actuation assembly, such as 2806, 2807, is configured to move the instrument linearly, e.g., one or more wheels configured to advance and/or retract the instrument. Alternatively or additionally, the actuation assembly, such as 2806, is configured to move the instrument in a rolling manner, e.g., by rotating a set of wheels that grip the instrument therebetween.

いくつかの実施形態では、作動アセンブリは、複数のモータ、例えばモータ２８１１、２８０８、２８０９に動作可能なように結合されている。いくつかの実施形態では、モータは、内部に受容された器具の直線移動を生じさせるために作動アセンブリを動作させるように構成されている。代替的にまたは追加的に、モータは、受容された器具のロール移動を、任意選択的に、器具に関連する作動アセンブリ全体のロール移動を発生させることによって発生させるように構成されている。例えば、モータ２８０９は、任意選択的にギアシステムを介して、直線移動機構２８０７に動作可能なように接続され、直線移動機構２８０７をモータ２８１１と共に回転させ、それによって、直線移動機構２８０７内に把持されるロール器具２８１０を回転させるように構成されている。直線移動機構全体を器具と共に回転させることの潜在的な利点は、関連するギアシステムを簡素化することであり、直線移動とロール移動とを同時に操作することを可能にすることである。いくつかの実施形態では、モータと作動アセンブリとの間に無菌バリアが存在しないことにより、直線移動機構２８０６と共にモータ２８１１のロールが可能となる。In some embodiments, the actuation assembly is operably coupled to a number of motors, e.g.,motors 2811, 2808, 2809. In some embodiments, the motors are configured to operate the actuation assembly to cause linear movement of an instrument received therein. Alternatively or additionally, the motors are configured to cause rolling movement of the received instrument, optionally by causing rolling movement of the entire actuation assembly associated with the instrument. For example,motor 2809 is operably connected, optionally via a gear system, tolinear movement mechanism 2807 and configured to rotatelinear movement mechanism 2807 withmotor 2811, thereby rotating aroll instrument 2810 gripped withinlinear movement mechanism 2807. A potential advantage of rotating the entire linear movement mechanism with the instrument is to simplify the associated gear system and to allow for simultaneous operation of linear and roll movements. In some embodiments, the absence of a sterility barrier between the motor and the actuation assembly allows for rolling ofmotor 2811 withlinear movement mechanism 2806.

図示された例では、第１の細長手術器具２８１０（例えばガイドワイヤ）は、第１の内部通路に沿って、例えばハウジング内への入口開口部２８１４と、ハウジングからの出口開口部２８１６との間を延在する。In the illustrated example, a first elongated surgical instrument 2810 (e.g., a guidewire) extends along a first internal passageway, e.g., between anentrance opening 2814 into the housing and anexit opening 2816 from the housing.

いくつかの実施形態では、器具２８１０の直線移動はモータ２８１１によって駆動され、器具２８１０のロールはモータ２８０９によって駆動され、両方のモータは、（例えば内部容積を横切る通路によって画定される概念的な軸に沿った）内部通路のポジションに配置されかつ構成されている。In some embodiments, the linear movement of theinstrument 2810 is driven by amotor 2811 and the roll of theinstrument 2810 is driven by amotor 2809, both motors being positioned and configured at a position in the interior passage (e.g., along a notional axis defined by a passageway across the interior volume).

いくつかの実施形態では、器具２８１０のハウジングからの出口開口部２８１６において、器具２８１０は、第２の細長手術器具２８１３の内腔内、例えばマイクロカテーテル内にテレスコピックに受容される。器具２８１３は、入口開口部２８１５でハウジングに入り、第２の内部通路に沿って出口開口部２８１７まで延びており、内部に器具２８１０が延在している。In some embodiments, at theexit opening 2816 of theinstrument 2810 from the housing, theinstrument 2810 is telescopically received within a lumen of a second elongatedsurgical instrument 2813, e.g., a microcatheter. Theinstrument 2813 enters the housing at theentrance opening 2815 and extends along a second internal passage to theexit opening 2817, through which theinstrument 2810 extends.

いくつかの実施形態では、器具２８１３の直線移動は作動アセンブリ２８０７によって駆動される。In some embodiments, the linear movement of theinstrument 2813 is driven by theactuation assembly 2807.

いくつかの実施形態では、作動機構（複数可）及び複数のモータは全て同じ内部容積を共有しており、それらの間にバリアまたは他の物理的分離は存在しない。In some embodiments, the actuation mechanism(s) and the multiple motors all share the same internal volume, with no barriers or other physical separation between them.

図１６は、テレスコピック配列された３つの細長手術器具、例えばガイドワイヤと、マイクロカテーテルと、ガイドカテーテルと受容するように構成されたロボットデバイスの別の例示的な実施形態を概略的に示す。FIG. 16 illustrates, in schematic form, another exemplary embodiment of a robotic device configured to receive three elongated surgical instruments in a telescopic arrangement, e.g., a guidewire, a microcatheter, and a guide catheter.

いくつかの実施形態では、ロボットデバイス２９０１は、内部容積２９０５を有するハウジング２９０３を含み、入口開口部２９１４及び出口開口部２９１６はそれらの間に、第１の細長手術器具２９１０を受容するための第１の内部通路を画定し、入口開口部２９１５及び出口開口部２９１７はそれらの間に、第２の細長手術器具２９１３を受容するための第２の内部通路を画定する。In some embodiments, therobotic device 2901 includes ahousing 2903 having aninternal volume 2905, with anentrance opening 2914 and anexit opening 2916 defining a first internal passage therebetween for receiving a first elongatedsurgical instrument 2910, and anentrance opening 2915 and anexit opening 2917 defining a second internal passage therebetween for receiving a second elongatedsurgical instrument 2913.

いくつかの実施形態では、作動アセンブリ２９０６、２９０７は、内部通路に沿って配置され、器具を前進、後退及び／またはロールさせる少なくとも１つのために、内部通路に受容された器具に接触するように構成されている。いくつかの実施形態では、モータ２９０９、２９１１及び２９０８などの複数のモータは、内部通路に近接して配置されており、作動アセンブリに動作可能なように接続されている。いくつかの実施形態では、モータ及び作動アセンブリは、例えば、これらの間を循環する空気を遮断するバリアなしで、内部通路を収納する同じ内部容積内にある。In some embodiments,actuation assemblies 2906, 2907 are disposed along the internal passageway and configured to contact an instrument received in the internal passageway for at least one of advancing, retracting, and/or rolling the instrument. In some embodiments, multiple motors, such asmotors 2909, 2911, and 2908, are disposed proximate to the internal passageway and operably connected to the actuation assemblies. In some embodiments, the motors and actuation assemblies are within the same interior volume housing the internal passageway, e.g., without a barrier blocking air circulating therebetween.

いくつかの実施形態では、作動アセンブリ２９０７及びモータ２９０８によって例示されているように、１つのモータのみが作動アセンブリに動作可能なように接続されており、このモータは、細長手術器具２９１３を前進または後退させるために作動アセンブリに動作可能なように接続されている。いくつかの実施形態では、２つ以上のモータが、作動アセンブリ２９０６ならびにモータ２９０９及び２９１１によって例示されているように、作動アセンブリに動作可能なように接続されている。この実施例では、細長手術器具２９１０を前進、後退、及び回転させるために、モータ２９０９及び２９１１が作動アセンブリ２９０６に動作可能なように接続されている。任意選択的に、モータ２９０９は、複合体２９０４をロールさせることによって器具２９１０をロールさせ、複合体２９０４は少なくとも作動アセンブリ２９０６及びモータ２９１１を有する。In some embodiments, only one motor is operably connected to the actuation assembly, as illustrated byactuation assembly 2907 andmotor 2908, which is operably connected to the actuation assembly to advance or retract the elongatedsurgical instrument 2913. In some embodiments, two or more motors are operably connected to the actuation assembly, as illustrated byactuation assembly 2906 andmotors 2909 and 2911. In this example,motors 2909 and 2911 are operably connected toactuation assembly 2906 to advance, retract, and rotate the elongatedsurgical instrument 2910. Optionally,motor 2909 rolls theinstrument 2910 by rolling the composite 2904, which has atleast actuation assembly 2906 andmotor 2911.

いくつかの実施形態では、細長手術器具２９１０の近位端部は固定位置２９２０に固定されている。いくつかの実施形態では、固定位置２９２０は、任意選択的に器具２９１０の近位端部に設けられたルアー（図示せず）に取り付けられるように構成された突起を含む。選択的に、固定位置２９２０は、任意選択的に器具２９１０の近位端部に設けられたハンドル（図示せず）を収納するようにサイズ決めされかつ成形されたキャビティを有する。いくつかの実施形態では、器具２９１０の近位端部は、アダプタ２９５０に動作可能なように接続されており、アダプタ２９５０は、いくつかの実施形態では、例えばアダプタに受容される器具の近位ハンドル部分のロールにより、器具をその長手方向軸の周りでロールさせる。いくつかの実施形態では、ロール移動を誘発するためにアダプタに動作可能なように接続されたモータは、より遠位の位置において器具に関連付けられた作動アセンブリに動作可能なように接続された同じモータである。例えば、図示されかつ例示されているように、アダプタ２９０５に動作可能なように接続されていると同時に、複合体２９０４に動作可能なように接続されているモータ２９０９を介して、少なくともこれらの２つの別個の位置から器具２９１０のロール作動を引き起こす。In some embodiments, the proximal end of the elongatedsurgical instrument 2910 is fixed at a fixedlocation 2920. In some embodiments, the fixedlocation 2920 includes a protrusion configured to be attached to a luer (not shown) optionally provided at the proximal end of theinstrument 2910. Optionally, the fixedlocation 2920 has a cavity sized and shaped to accommodate a handle (not shown) optionally provided at the proximal end of theinstrument 2910. In some embodiments, the proximal end of theinstrument 2910 is operably connected to anadapter 2950, which in some embodiments causes the instrument to roll about its longitudinal axis, for example, by the roll of a proximal handle portion of the instrument received in the adapter. In some embodiments, the motor operably connected to the adapter to induce the rolling movement is the same motor operably connected to an actuation assembly associated with the instrument at a more distal location. For example, as shown and illustrated, amotor 2909 operably connected to theadapter 2905 and simultaneously operably connected to the composite 2904 causes the rolling actuation of theinstrument 2910 from at least these two distinct positions.

いくつかの実施形態では、器具２９１０において固定位置２９２０と入口開口部２９１４との間でＵ字形曲線が形成される。いくつかの実施形態では、器具２９１０が作動アセンブリ２９０６において直線移動させられると、任意選択的に遠位部分が患者の体内に導入されたときに、器具２９１０の遠位端部２９３０を前進または後退させる。いくつかの実施形態では、器具２９１０が前進または後退させられるとき、Ｕ字形曲線の最大点とハウジング２９０３との間の距離が短縮または延長される。ハウジング２９０３の外側に形成されるＵ字形曲線の利点は、ハウジングサイズがこの距離に適合する必要がなく、デバイスが、デバイスのサイズに依存することなく、器具長の範囲を誘導できる点にある。In some embodiments, a U-shaped curve is formed in theinstrument 2910 between thefixed position 2920 and theentrance opening 2914. In some embodiments, theinstrument 2910 is moved linearly in theactuation assembly 2906 to advance or retract thedistal end 2930 of theinstrument 2910, optionally when the distal portion is introduced into the patient's body. In some embodiments, as theinstrument 2910 is advanced or retracted, the distance between the maximum point of the U-shaped curve and thehousing 2903 is shortened or lengthened. The advantage of the U-shaped curve formed on the outside of thehousing 2903 is that the housing size does not have to match this distance and the device can guide a range of instrument lengths independent of the size of the device.

いくつかの実施形態では、１つの細長手術器具の固定位置は、出口開口部２９１６と重なる固定箇所２９２２に図示及び例示されているような別の細長手術器具の出口開口部で見られ、これにより、器具２９１３が固定位置２９２２に接続されている場合、細長手術器具２９１０は、出口開口部２９１６を通って細長手術器具２９１３の内腔に直接ハウジング２９００３から出る。In some embodiments, the fixed location of one elongated surgical instrument is seen at the exit opening of another elongated surgical instrument as shown and exemplified by the fixedlocation 2922 overlapping with theexit opening 2916, such that when theinstrument 2913 is connected to the fixedlocation 2922, the elongatedsurgical instrument 2910 exits the housing 29003 directly through theexit opening 2916 into the lumen of the elongatedsurgical instrument 2913.

いくつかの実施形態では、器具２９１０の第２のＵ字形曲線と器具２９１３の第１のＵ字形曲線とが、固定位置２９２２と入口開口部２９１５との間に形成される。いくつかの実施形態では、器具２９１３の遠位端部２９４０を前進または後退させたときに、器具２９１０及び器具２９１３の両方が、ジョイント曲線の最大点とハウジング２９０３との間の距離を延長または短縮するように移動させられる。いくつかの実施形態では、（器具２９１０の）遠位端部２９３０を並進させずに（器具２９１３の）遠位端部２９４０を直線的に並進させることが望まれる場合、モータ２９１１は、両方の器具に影響を与えるモータ２９０７の並進とは反対方向に器具２９１０を直線的に並進させ、これにより、器具２９１０の遠位端部２９３０を適所に配置させる。In some embodiments, the second U-shaped curve of theinstrument 2910 and the first U-shaped curve of theinstrument 2913 are formed between thefixed position 2922 and theinlet opening 2915. In some embodiments, when thedistal end 2940 of theinstrument 2913 is advanced or retracted, both theinstrument 2910 and theinstrument 2913 are moved to lengthen or shorten the distance between the maximum point of the joint curve and thehousing 2903. In some embodiments, if it is desired to linearly translate the distal end 2940 (of the instrument 2913) without translating the distal end 2930 (of the instrument 2910), themotor 2911 linearly translates theinstrument 2910 in the opposite direction to the translation of themotor 2907 which affects both instruments, thereby placing thedistal end 2930 of theinstrument 2910 in position.

いくつかの実施形態において、ハウジング２９０３の外側から固定位置に接続された細長手術器具（例えば、ガイドカテーテルまたはシース）は、ハウジング２９０３の内側に存在するモータによって動作されるように構成され、例えば、固定位置２９１７に接続された細長手術器具２９１９は、それぞれ、直線移動及びロール移動のためにモータ２９２８及びモータ２９２９に動作可能なように接続された作動アセンブリ２９２７を直線運動させることができる。いくつかの実施形態では、作動アセンブリ２９２７はモータ２９２８及び２９２９と共に、全てモータ２９０９、２９１１及び２９０８と同じ内部容積に存在しており、かつ作動アセンブリ２９０６及び２９０７に動作可能なように接続されている作動アセンブリと同じ内部容積に存在している。このような例示的な実施形態では、少なくとも５つのモータが、細長手術器具２９１０及び２９１３の内部通路と同じ内部容積内に存在する。In some embodiments, the elongated surgical instruments (e.g., guide catheters or sheaths) connected to fixed locations from outside thehousing 2903 are configured to be operated by motors present inside thehousing 2903, e.g., the elongatedsurgical instruments 2919 connected to fixedlocations 2917 can linearly move theactuation assembly 2927 operably connected tomotors 2928 and 2929 for linear and rolling movements, respectively. In some embodiments, theactuation assembly 2927, along withmotors 2928 and 2929, are all present in the same internal volume as themotors 2909, 2911, and 2908, and are also present in the same internal volume as the actuation assemblies operably connected to theactuation assemblies 2906 and 2907. In such exemplary embodiments, at least five motors are present in the same internal volume as the internal passages of the elongatedsurgical instruments 2910 and 2913.

いくつかの実施形態では、固定位置２９２４は出口開口部２９１７と重なり合っており、これにより、テレスコピック配列された細長手術器具２９１０及び２９１３は、出口開口部２９１７を通ってハウジング２９０３から出て、細長手術器具２９１９の内腔内に直接入る。いくつかの実施形態では、作動アセンブリ２９２７は、器具２９１３の内部通路と同じ内部通路に沿って配置されている。In some embodiments, the fixedposition 2924 overlaps with theexit opening 2917, which allows the telescopically arranged elongatedsurgical instruments 2910 and 2913 to exit thehousing 2903 through theexit opening 2917 and directly into the lumen of the elongatedsurgical instrument 2919. In some embodiments, theactuation assembly 2927 is disposed along the same internal passage as the internal passage of theinstrument 2913.

「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語及びそれらの同根語は、「限定ではないが、～を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」を意味する。The terms "comprises," "comprising," "includes," "including," "having," and their cognates mean "including but not limited to."

「～からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」という用語は、「を含み（備え）、～に限定される」ことを意味する。The term "consisting of" means "including, limited to."

用語「本質的に～からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」は、組成物、方法または構造体が、追加の成分、ステップ及び／または部品を含むことができることを意味するが、追加の成分、ステップ及び／または部品が、特許請求された組成物、方法または構造体の基本的かつ新規な特性を実質的に変えない場合に限る。The term "consisting essentially of" means that a composition, method, or structure may include additional ingredients, steps, and/or parts, but only if the additional ingredients, steps, and/or parts do not materially alter the basic and novel characteristics of the claimed composition, method, or structure.

本明細書で使用する場合、文脈上明らかに別段に示されている場合を除き、「ある、１つの（ａ）」、「ある、１つの（ａｎ）」及び「この、その（ｔｈｅ）」という単数形には、複数の指示対象が含まれる。例えば、「化合物（ａ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）」または「少なくとも１つの化合物（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）」という用語は、それらの混合物を含む複数の化合物を含み得る。As used herein, the singular forms "a," "an," and "the" include plural referents unless the context clearly indicates otherwise. For example, the term "a compound" or "at least one compound" can include multiple compounds, including mixtures thereof.

本願を通して、本発明の様々な実施形態は、範囲形式で提示され得る。範囲形式での記述は、単に便宜上及び簡潔にするためのものであり、本発明の範囲に対する柔軟性のない制限として解釈されるべきではないことを理解されたい。したがって、範囲の説明は、その範囲内の個々の数値だけでなく、可能性のある全てのサブ範囲を具体的に開示したものと見なされるべきである。例えば、１～６といった範囲の記述は、１～３、１～４、１～５、２～４、２～６、３～６などといったサブ範囲と、その範囲内の個々の数値、例えば、１、２、３、４、５、及び６とが具体的に開示されていると見なされるべきである。これは、範囲の広さに関係なく適用される。Throughout this application, various embodiments of the invention may be presented in a range format. It should be understood that the description in range format is merely for convenience and brevity and should not be construed as an inflexible limitation on the scope of the invention. Thus, the description of a range should be considered to have specifically disclosed all the possible subranges as well as each individual numerical value within that range. For example, description of a range such as 1 to 6 should be considered to have specifically disclosed subranges such as 1 to 3, 1 to 4, 1 to 5, 2 to 4, 2 to 6, 3 to 6, etc., as well as each individual numerical value within that range, e.g., 1, 2, 3, 4, 5, and 6. This applies regardless of the broadness of the range.

本明細書で数値範囲が示されるときはいつでも、それは、示された範囲内の任意の引用された数字（分数または整数）を含むことを意味する。第１の表示番号と第２の表示番号との「間の範囲（ｒａｎｇｉｎｇ／ｒａｎｇｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ）」という句、及び第１の表示番号「から」第２の表示番号「まで（ｔｏ）」の「範囲（ｒａｎｇｉｎｇ／ｒａｎｇｅｓ ｆｒｏｍ）」という句は、本明細書では互換的に使用され、第１の表示番号及び第２の表示番号と、それらの間の分数及び整数の数字の全てを含むことを意味する。Whenever a numerical range is given herein, it is meant to include any cited numbers (fractional or integer) within the given range. The phrases "ranging/ranges between" a first and second designation number, and "ranging/ranges from" a first designation number "to" a second designation number, are used interchangeably herein and are meant to include the first and second designation numbers and all of the fractional and integer numbers therebetween.

本明細書で使用される場合、用語「方法」は、化学、薬理学、生物学、生化学及び医学の技術の実践者によって知られている、または既知のマナー、手段、技術及び手順から容易に開発される方法を含むが、これらに限定されない、所定のタスクを達成するためのマナー、手段、技術及び手順を指す。As used herein, the term "method" refers to manners, means, techniques, and procedures for accomplishing a given task, including, but not limited to, methods known or readily developed from known manners, means, techniques, and procedures by practitioners of the arts of chemistry, pharmacology, biology, biochemistry, and medicine.

本明細書で使用される場合、「治療する」という用語は、状態の進行を無効にする、実質的に阻害する、遅らせる、または逆転させる、状態の臨床的または審美的症状を実質的に改善する、または状態の臨床的または審美的症状の出現を実質的に防止することを含む。As used herein, the term "treat" includes negating, substantially inhibiting, slowing, or reversing the progression of a condition, substantially ameliorating a clinical or cosmetic symptom of a condition, or substantially preventing the appearance of a clinical or cosmetic symptom of a condition.

明確にするために別個の実施形態の文脈において説明される本発明のある特徴を、単一の実施形態において組み合わせで設けることもできることが理解される。逆に、簡潔にするために単一の実施形態の文脈において説明される本発明の様々な特徴を、別々に、または任意の好適なサブコンビネーションで、または本発明の任意の他の説明された実施形態において好適なものとして設けることもできる。様々な実施形態の文脈で説明される特定の特徴は、実施形態がそれらの要素なしでは機能しない場合を除いて、それらの実施形態の本質的な特徴と見なすべきではない。It is understood that certain features of the invention that are described for clarity in the context of separate embodiments may also be provided in combination in a single embodiment. Conversely, various features of the invention that are described for brevity in the context of a single embodiment may also be provided separately or in any suitable subcombination or as preferred in any other described embodiment of the invention. Certain features described in the context of various embodiments should not be considered essential features of those embodiments, unless the embodiment cannot function without those elements.

本発明をその特定の実施形態に関連して説明したが、多くの代替形態、修正形態及び変形形態が当業者には明らかであろうことは明白である。したがって、添付の特許請求の範囲の趣旨及び広い範囲に含まれるそのような全ての代替形態、修正形態及び変形形態を包含することが意図されている。While the present invention has been described in conjunction with specific embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications, and variations will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, it is intended to embrace all such alternatives, modifications, and variations that fall within the spirit and broad scope of the appended claims.

本明細書で参照される全ての刊行物、特許、及び特許出願は、各個別の刊行物、特許、または特許出願が、参照により本明細書に組み込まれることが示されているときに、これらが明確かつ個別に記されているのと同様に、参照によりその全体が本明細書に組み込まれることが出願人（出願人ら）の意図である。さらに、本願におけるいずれかの参考文献の引用または特定は、そのような参考文献が本発明の先行技術として利用可能であるということの承認として解釈するべきではない。セクションの見出しが使用されている場合、それらは必ずしも限定的であると解釈されるべきではない。さらに、本願のいずれかの優先権書類（複数可）は、本明細書により、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
It is the intention of the applicants (applicants) that all publications, patents, and patent applications referenced herein are incorporated herein by reference in their entirety to the same extent as if each individual publication, patent, or patent application was specifically and individually indicated to be incorporated herein by reference. Furthermore, citation or identification of any reference in this application should not be construed as an admission that such reference is available as prior art to the present invention. Section headings, if used, should not be construed as necessarily limiting. Additionally, any priority document(s) of this application are hereby incorporated herein by reference in their entirety.

Claims (37)

Translated fromJapanese

細長手術器具の移動を駆動するためのアセンブリであって、
隣接する複数の駆動ホイール対であって、各駆動ホイール対が、前記複数の駆動ホイール対のスペースが軸方向に整列して、前記細長手術器具が貫通するチャネルを形成するように、それらの間にスペースを有する、前記隣接する複数の駆動ホイール対を備え、
前記複数の対のうちから少なくとも１対の駆動ホイールが、少なくとも１つの他の駆動ホイール対が位置する平面とは異なる平面に位置するように配列される、前記アセンブリ。 1. An assembly for driving movement of an elongated surgical instrument, comprising:
a plurality of adjacent drive wheel pairs, each drive wheel pair having a space therebetween such that the spaces of the plurality of drive wheel pairs are axially aligned to form a channel through which the elongated surgical instrument passes;
The assembly, wherein at least one pair of drive wheels from the plurality of pairs is arranged to lie in a plane different from a plane in which at least one other pair of drive wheels lies. 前記複数の駆動ホイール対は、第１の平面と第２の平面とに位置するように配列されており、前記第２の平面が前記第１の平面と交差する、請求項１に記載のアセンブリ。The assembly of claim 1, wherein the plurality of drive wheel pairs are arranged to lie in a first plane and a second plane, the second plane intersecting the first plane. 前記複数の駆動ホイール対は、前記第１の平面及び前記第２の平面に介在するように配置されている、請求項２に記載のアセンブリ。The assembly of claim 2, wherein the plurality of drive wheel pairs are arranged to be interposed between the first plane and the second plane. 前記第２の平面が、前記第１の平面に対して垂直である、請求項２に記載のアセンブリ。The assembly of claim 2, wherein the second plane is perpendicular to the first plane. 前記対のそれぞれの少なくとも１つの駆動ホイールが、前記駆動ホイールがその対向する駆動ホイールから離れた第１のポジションと、前記駆動ホイールが、その対向する駆動ホイールから、前記ホイール間に受容される前記細長手術器具の直径以下の距離内にある第２のポジションとの間で移動可能である、請求項１～４のいずれか１項に記載のアセンブリ。The assembly of any one of claims 1 to 4, wherein at least one drive wheel of each of the pairs is movable between a first position in which the drive wheel is spaced apart from its opposing drive wheel and a second position in which the drive wheel is within a distance from its opposing drive wheel of no more than the diameter of the elongated surgical instrument received between the wheels. 全ての前記ホイール対のホイールを前記第１のポジションと前記第２のポジションとの間で移動させるように構成された単一のノブを含む、請求項５に記載のアセンブリ。The assembly of claim 5, including a single knob configured to move all of the wheels of the wheel pairs between the first position and the second position. 前記駆動ホイールの回転を駆動するように構成された少なくとも１つのモータを含む、請求項１～６のいずれか１項に記載のアセンブリ。The assembly of any one of claims 1 to 6, comprising at least one motor configured to drive rotation of the drive wheel. 前記少なくとも１つのモータから前記複数の駆動ホイールへトルクを伝達する複数のトランスミッションギアを備える、請求項７に記載のアセンブリ。The assembly of claim 7, comprising a plurality of transmission gears that transmit torque from the at least one motor to the plurality of drive wheels. 前記駆動ホイール及び前記トランスミッションギアは、細長い構造体として配列されており、前記細長い構造体は全体として少なくとも１つのギアホイールによって回転可能である、請求項８に記載のアセンブリ。The assembly of claim 8, wherein the drive wheel and the transmission gear are arranged as an elongated structure, the elongated structure as a whole being rotatable by at least one gear wheel. 前記トランスミッションギア及び前記少なくとも１つのモータは、前記複数の駆動ホイール対の全てを同様の回転速度で駆動する、請求項８に記載のアセンブリ。The assembly of claim 8, wherein the transmission gear and the at least one motor drive all of the plurality of drive wheel pairs at a similar rotational speed. 各対の前記少なくとも１つの駆動ホイールのそれぞれに結合された複数の弾性要素を含み、前記弾性要素のそれぞれの張力の変化が、前記駆動ホイールを前記第１のポジションと前記第２のポジションとの間で移動させ、前記複数の弾性要素の前記張力の変化が、前記複数の弾性要素を相互接続するロッドの移動によって同時に行われる、請求項５に記載のアセンブリ。The assembly of claim 5, including a plurality of elastic elements coupled to each of the at least one drive wheel of each pair, wherein a change in tension in each of the elastic elements moves the drive wheel between the first position and the second position, and wherein the change in tension in the plurality of elastic elements is effected simultaneously by movement of a rod interconnecting the plurality of elastic elements. 前記弾性要素はバネを含む、請求項１１に記載のアセンブリ。The assembly of claim 11, wherein the elastic element comprises a spring. ２～１６対の駆動ホイールを含む、請求項１～１２のいずれか１項に記載のアセンブリ。An assembly according to any one of claims 1 to 12, comprising 2 to 16 pairs of drive wheels. 小型ロボットデバイスの指定されたチャネル内に少なくとも部分的に受容される細長手術器具の直線移動を制御する方法であって、
前記細長手術器具を前記ロボットデバイス内の前記指定されたチャネル内の第１のポジションに配置することであって、前記第１のポジションにおける前記細長手術器具の存在が、前記チャネルに位置している１つ以上のセンサによって検出可能である、前記配置することと、
前記細長手術器具を前記チャネル内の第２のポジションに配置することであって、前記第２のポジションでは、前記細長手術器具の存在が、前記１つ以上のセンサによって検出可能ではない、前記配置することと、
前記器具を前記チャネルに沿って直線的に移動させるための命令を受け取ると、前記器具の移動を較正するために前記第２のポジションを使用することと、を含む、前記方法。 1. A method for controlling linear movement of an elongated surgical instrument at least partially received within a designated channel of a miniature robotic device, comprising:
placing the elongated surgical instrument at a first position within the designated channel in the robotic device, wherein the presence of the elongated surgical instrument at the first position is detectable by one or more sensors located in the channel;
placing the elongated surgical instrument in a second position within the channel, wherein in the second position, a presence of the elongated surgical instrument is not detectable by the one or more sensors;
using the second position to calibrate movement of the instrument upon receiving a command to move the instrument linearly along the channel. 前記配置することは、前記チャネルに沿って前記器具を前進または後退させることを含む、請求項１４に記載の方法。The method of claim 14, wherein the positioning includes advancing or retracting the instrument along the channel. 前記１つ以上のセンサによって検出される前記器具の一部は、前記器具の遠位端部セグメント、前記器具の近位端部セグメントのうちの１つを含む、請求項１４または請求項１５に記載の方法。The method of claim 14 or 15, wherein the portion of the instrument detected by the one or more sensors includes one of a distal end segment of the instrument, a proximal end segment of the instrument. 前記１つ以上のセンサは、光学センサを含む、請求項１４～１６のいずれか１項に記載の方法。The method of any one of claims 14 to 16, wherein the one or more sensors include an optical sensor. 前記細長手術器具を前記第１のポジションから前記第２のポジションへ移動させるために必要とされるモータ回転の回数を、エンコーダを介して計数し、次いで、前記計数された回数を、前記第１のポジションと前記第２のポジションとの間での前記細長手術器具の自動的な後退または前進のために使用することを含む、請求項１４～１７のいずれか１項に記載の方法。The method according to any one of claims 14 to 17, comprising counting, via an encoder, the number of motor revolutions required to move the elongated surgical instrument from the first position to the second position, and then using the counted number for automatically retracting or advancing the elongated surgical instrument between the first position and the second position. 前記自動的な後退または前進は、前記第１のポジションから所定の距離に位置する第３のポジションまで行われる、請求項１８に記載の方法。The method of claim 18, wherein the automatic retreat or advance occurs to a third position located a predetermined distance from the first position. 前記自動的な後退または前進は、前記第２のポジションから所定の距離に位置する第３のポジションまで行われる、請求項１８に記載の方法。The method of claim 18, wherein the automatic retreat or advance occurs to a third position located a predetermined distance from the second position. 少なくとも２つの細長手術器具を操作するための小型ロボットデバイスであって、前記デバイスが、
幅が狭くなる先細の断面プロファイルを有する一体型ハウジングであって、前記ハウジングが、第１の細長手術器具用の第１のチャネルを含む第１の上側部分と、第２の細長手術器具用の第２のチャネルを含む第２の下側部分とを画定する、前記一体型ハウジングを備えており、前記第２のチャネルのポジションにおける前記第２の部分の幅が、前記第１のチャネルのポジションにおける前記第１の部分の幅より少なくとも３０％小さい、前記小型ロボットデバイス。 1. A miniature robotic device for manipulating at least two elongated surgical instruments, said device comprising:
1. The miniature robotic device comprising: a one-piece housing having a tapered cross-sectional profile that narrows in width, the housing defining a first upper portion including a first channel for a first elongated surgical instrument and a second lower portion including a second channel for a second elongated surgical instrument, wherein a width of the second portion at the position of the second channel is at least 30% less than a width of the first portion at the position of the first channel. 前記ハウジングの前記先細の断面プロファイルは、前記ハウジングの上端面と、前記ハウジングの下端面との間に画定されており、前記第１の部分は、前記上端面の長さに沿って延在する前記第１のチャネルを含み、前記第２の部分は、前記下端面の長さに沿って延在する前記第２のチャネルを含む、請求項２１に記載の小型ロボットデバイス。22. The miniature robotic device of claim 21, wherein the tapered cross-sectional profile of the housing is defined between a top end surface of the housing and a bottom end surface of the housing, the first portion including the first channel extending along the length of the top end surface, and the second portion including the second channel extending along the length of the bottom end surface. 前記第１のチャネルの前記ポジションは、前記上端面から０．１～３ｃｍ離れており、前記第２のチャネルの前記ポジションは、前記下端面から０．１～３ｃｍ離れている、請求項２２に記載の小型ロボットデバイス。The miniature robotic device of claim 22, wherein the position of the first channel is 0.1 to 3 cm away from the top surface, and the position of the second channel is 0.1 to 3 cm away from the bottom surface. 前記第１のチャネルの長軸は、前記上端面に対して平行であり、前記第２のチャネルの長軸は、前記下端面に対して平行である、請求項２２に記載の小型ロボットデバイス。23. The miniature robotic device of claim 22, wherein the long axis of the first channel is parallel to the top surface and the long axis of the second channel is parallel to the bottom surface. 第１の駆動アセンブリが、前記第１の部分に位置しており、かつ前記第１の細長手術器具を前進、後退及びロールさせるために前記第１の細長手術器具に動作可能なように接触するように構成されており、第２の駆動アセンブリが、前記第２の部分に位置しており、かつ前記第２の細長手術器具を前進及び後退させるために前記第２の細長手術器具に動作可能なように接触するように構成されている、請求項２１～２４のいずれか１項に記載の小型ロボットデバイス。The miniature robotic device of any one of claims 21 to 24, wherein a first drive assembly is located on the first portion and configured to operably contact the first elongated surgical instrument to advance, retract and roll the first elongated surgical instrument, and a second drive assembly is located on the second portion and configured to operably contact the second elongated surgical instrument to advance and retract the second elongated surgical instrument. 前記第１の駆動アセンブリ及び前記第２の駆動アセンブリのそれぞれは、
少なくとも１つのモータと、
前記細長手術器具に動作可能なように接触するように配置されかつ構成された複数の移動駆動ホイールと、
前記少なくとも１つのモータから前記複数の移動駆動ホイールにトルクを伝達するための複数のトランスミッションギアと、を備える、請求項２５に記載の小型ロボットデバイス。 Each of the first drive assembly and the second drive assembly includes:
At least one motor;
a plurality of locomotion drive wheels positioned and configured to operatively contact the elongated surgical instrument;
and a plurality of transmission gears for transmitting torque from the at least one motor to the plurality of moving drive wheels. 前記第１の駆動アセンブリはさらに、前記第１の駆動アセンブリの長軸に沿って配置されたギアを備え、前記第１の駆動アセンブリの前記長軸は前記上端面に対して平行であり、前記ギアは、全体として前記第１の駆動アセンブリを回転させ、それによって前記第１の細長手術器具をロールさせ、前記第１の駆動アセンブリの回転は、前記第１の上側部分内で行われる、請求項２６に記載の小型ロボットデバイス。27. The miniature robotic device of claim 26, wherein the first drive assembly further comprises a gear disposed along a longitudinal axis of the first drive assembly, the longitudinal axis of the first drive assembly being parallel to the upper end surface, the gear collectively rotating the first drive assembly, thereby rolling the first elongated surgical instrument, and the rotation of the first drive assembly is effected within the first upper portion. 前記第１の駆動部の回転半径は、前記第１の上側部分の前記幅よりも６０％以下だけ小さい、請求項２７に記載の小型ロボットデバイス。The miniature robotic device of claim 27, wherein the turning radius of the first drive is less than or equal to 60% of the width of the first upper portion. 請求項２５～２８のいずれか１項に記載の小型ロボットデバイスと、
前記第１の駆動アセンブリ及び前記第２の駆動アセンブリの動作を制御するように構成されたリモートコントロールと、を備える、システム。 A miniature robotic device according to any one of claims 25 to 28;
a remote control configured to control operation of the first drive assembly and the second drive assembly. さらに、前記小型ロボットデバイスが取り外し可能なように取り付けられている支持固定具をさらに備える、請求項２８に記載のシステム。The system of claim 28, further comprising a support fixture to which the miniature robotic device is removably attached. 少なくとも１つの細長手術器具を操作するための小型ロボットデバイスであって、
内部容積を画定する壁を含む、ハウジングであって、
前記少なくとも１つの細長手術器具を受容するための少なくとも１つの細長チャネルであって、前記チャネルが、前記ハウジングに導き入れる、または前記ハウジングから導き出す、少なくとも１つの第１の開口部を有する、前記少なくとも１つの細長チャネルと、
前記少なくとも１つの細長手術器具が前記チャネル内に受容されるときに、前記少なくとも１つの細長手術器具の直線移動及びロール移動の一方または両方を駆動するための駆動アセンブリと、
前記チャネルと連通する少なくとも１つのコネクタであって、前記コネクタが、前記ハウジングの前記壁に、または前記壁を越えて外側に位置する第２の開口部を画定する分岐部を備え、前記第２の開口部が、前記チャネルの前記第１の開口部とは別個である、前記少なくとも１つのコネクタと、を含む、前記ハウジング、を備える、前記小型ロボットデバイス。 1. A miniature robotic device for manipulating at least one elongated surgical instrument, comprising:
A housing including a wall defining an interior volume,
at least one elongated channel for receiving the at least one elongated surgical instrument, the at least one elongated channel having at least one first opening leading into or out of the housing;
a drive assembly for driving one or both of linear and rolling movements of the at least one elongated surgical instrument when the at least one elongated surgical instrument is received within the channel;
and at least one connector in communication with the channel, the connector comprising a branch defining a second opening located at or outside the wall of the housing, the second opening being separate from the first opening of the channel. 前記コネクタは、前記チャネルと整列されたステム部分を含んでおり、前記分岐部は、前記ステム部分から斜めに延在している、請求項３１に記載の小型ロボットデバイス。The miniature robotic device of claim 31, wherein the connector includes a stem portion aligned with the channel, and the branch extends obliquely from the stem portion. 前記分岐部は、前記少なくとも１つの細長手術器具を患者体内に前進させる方向とそろえられた前記ステム部分の長軸に対して、９０度未満の角度で延在している、請求項３２に記載の小型ロボットデバイス。The miniature robotic device of claim 32, wherein the bifurcated portion extends at an angle of less than 90 degrees relative to a longitudinal axis of the stem portion aligned with a direction in which the at least one elongated surgical instrument is advanced into a patient. 前記コネクタは、前記小型ロボットデバイスの一体的な構成要素として形成されている、請求項３２～３３のいずれか１項に記載の小型ロボットデバイス。The miniature robotic device of any one of claims 32 to 33, wherein the connector is formed as an integral component of the miniature robotic device. 前記コネクタの位置における前記ハウジングの前記壁は、透明な材料から形成されており、または前記コネクタに視覚的にアクセスすることを可能にする窓を含む、請求項３１～３４のいずれか１項に記載の小型ロボットデバイス。The miniature robotic device of any one of claims 31 to 34, wherein the wall of the housing at the location of the connector is formed from a transparent material or includes a window allowing visual access to the connector. 前記ステム部分の近位部分に位置しているシールを備えており、前記シールは、細長手術器具が通過し、前記細長手術器具を気密に取り囲むことを可能にするように成形されかつ構成されており、それによって前記分岐部を通って注入された流体が前記チャネルに入るのを防止する、請求項３２に記載の小型ロボットデバイス。33. The miniature robotic device of claim 32, further comprising a seal located at a proximal portion of the stem portion, the seal being shaped and configured to allow passage of an elongated surgical instrument and to hermetically enclose the elongated surgical instrument, thereby preventing fluid injected through the branch from entering the channel. 前記分岐部は、前記シールを収める前記ステム部分の長軸に対して９０度を超える角度で延在している、請求項３６に記載の小型ロボットデバイス。
37. The miniature robotic device of claim 36, wherein the bifurcation extends at an angle greater than 90 degrees relative to a longitudinal axis of the stem portion that contains the seal.

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